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 bulbo molhado formado na irrigação por gotejamento pode ser modelado a partir informações das propriedades físico-hídricas do solo. Mas apesar do grande progresso na modelagem, a aplicação de modelos na irrigação e drenagem ainda não foi implementada em nenhum nível de maneira substancial. Assim, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver um modelo numérico utilizando a técnica dos volumes finitos para estimar a forma e as dimensões do volume de solo molhado sob irrigação por gotejamento, e verificar a validade do modelo através da comparação com dados recolhidos em condições experimentais. O ensaio foi conduzido na área experimental do Departamento de Engenharia de Biossistemas da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz-ESALQ/USP. As sondas de TDR foram confeccionadas segundo procedimentos descritos por Souza et al. (2006). O perfil do bulbo molhado formado no solo abaixo de um emissor do tipo gotejador foi determinado para 3 tipos de material: areia, solo arenoso e solo argiloso e para 3 vazões nominais do emissor: 2, 4 e 6 L/h. Cada uma das combinações entre tipo de solo e vazão foi repetida três vezes em caixas (1000 L) diferentes, totalizando 27 medições. Um modelo numérico foi desenvolvido para simular a distribuição da água no perfil do solo abaixo de uma fonte pontual. A solução da equação diferencial para o movimento da água em solo não saturado foi realizada pela discretização do espaço-tempo utilizando a técnica dos volumes finitos. Um algoritmo em linguagem Visual Basic foi escrito para implementar o conjunto de equações e simular a evolução do bulbo molhado no tempo. Foi simulada a formação do bulbo molhado nas mesmas condições do experimento, e gráficos de isolinhas de umidade foram traçados no software Surfer. O modelo numérico proposto foi capaz de simular a formação do bulbo molhado em diferentes condições de tipo de solo e vazão do emissor. / The soil water patterns in drip irrigation can be modeled from physical and hydraulic properties of soil. But despite the great progress in modeling, the models have not been implemented at any level in irrigation and drainage. The objective of this study was to develop a numerical model using finite volume technique to estimate the shape and dimensions of the wetted soil volume under drip irrigation and verify the validity of the model by comparing data collected under experimental conditions. The trial was conducted at the experimental site of the Department of Biosystems Engineering, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz- ESALQ/USP. The TDR probes were manufactured according Souza et al. (2006). The soil water patterns under a drip emitter type was determined for three types of material: sand, sandy soil and clay soil and three nominal flows of the emitters: 2, 4 and 6 L/h. Each of the combinations of soil type and flow rate was repeated three times in boxes (1000 L), totaling 27 measurements. A numerical model was developed to simulate the distribution of water in the soil profile below a point source. The solution of the differential equation for the movement of water in unsaturated soil was carried out by the discretization of space-time using the technique of finite volume. An algorithm in Visual Basic language was written to implement the set of equations and simulate the evolution of wetted soil volume in time. Contour plots of soil water content were drawn in Surfer software. The proposed numerical model was able to simulate wetted soil volume under different conditions of soil type and flow of the emitter.

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.

Orientadores: Edson Eiji Matsura, Regina Célia de Matos Pires / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-25T22:38:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_LeonardoNazarioSilvados_D.pdf: 9014714 bytes, checksum: 443fd6aa43099fa45fe1a9d094fc9afb (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A agricultura irrigada é a atividade caracterizada pelo alto consumo de água. Nesse contexto, a utilização de efluente de esgoto tratado (EET) como fonte de água para a irrigação pode ser uma alternativa para substituição de água doce, mas que requer estudos específicos para adoção e uso de forma sustentável. Assim, objetivou-se avaliar os efeitos da aplicação de EET via gotejamento subsuperficial sobre as propriedades físicas do solo (Latossolo Vermelho distroférrico), distribuição da umidade no perfil do solo, desenvolvimento do sistema radicular, a produção de colmos e a qualidade tecnológica do caldo da cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.). O experimento foi instalado em Campinas-SP, Brasil, adotando-se delineamento em blocos casualizados em esquema fatorial 2x2x2+1, com cinco repetições. Os fatores estudados foram: duas profundidades de instalação do tubo gotejador (0,2 e 0,4 m); duas qualidades de água (efluente de esgoto tratado ¿ EET, e água de reservatório superficial ¿ ARS); complementação nutricional via fertirrigação (com complementação nutricional ¿ CN, e sem complementação nutricional ¿ SN); e a testemunha sem irrigação. Para avaliação da umidade no perfil do solo foi utilizada a técnica da TDR (Time Domain Reflectometry); para a avaliação radicular foi utilizado o sistema minirhizotron; para determinar os atributos físicos do solo foram utilizadas amostras deformadas e indeformadas; e a produtividade estimada por biometria. O uso de efluente de esgoto tratado como fonte hídrica na irrigação demonstrou ser opção sustentável do ponto de vista agronômico, proporcionando incrementos na produtividade e melhoria na qualidade tecnológica da cana-de-açúcar em relação ao tratamento sem irrigação. A instalação do tubo gotejador a 0,2 m de profundidade disponibilizou água na região de maior desenvolvimento radicular e reduziu as perdas de água por evaporação e por percolação profunda. Os fatores testados não alteraram significativamente os parâmetros sódico-salinos, as propriedades físicas do solo e o comprimento radicular da cana-de-açúcar / Abstract: Irrigated agriculture is characterized by higher water consumption. In this context, the use of treated sewage effluent (TSE) as a water resource for irrigation can be an alternative in replacing freshwater, however it requires specific studies for adoption and as well as for sustainable use. Therefore, this study aimed to evaluate the TSE subsurface drip irrigation effect on a dystrophic Red Latossolo (Oxisol) physical properties, the effect on the moisture distribution in the soil profile, on the root system development, as well as on the yielding and quality of produced sugarcane (Saccharum officinarum L.). The experiment was carried out in Campinas-SP, Brazil, adopting a randomized block design in a 2x2x2+1 factorial, with five replications. Studied factors included: two depths of the dripline (0.2 to 0.4 m); two water qualities (treated sewage effluent ¿ TSE, and surface reservoir water ¿ SRW); nutritional supplementation by fertigation (with nutritional supplementation ¿ NS, and without nutritional supplementation - WNS); and no irrigation (NI). To evaluate the moisture in the soil profile it was used the technique named TDR (Time Domain Reflectometry); to evaluate root development was used the system known as minirhizotron; to determine soil physical properties it was employed disturbed and undisturbed samples; and productivity estimated by biometrics. The use of treated sewage effluent as a water resource for irrigation proved to be a sustainable option through the agronomic point of view, providing productivity increases and improvement of technological quality of sugarcane compared to treatment without irrigation. The installation of the dripline to 0.2 m depth provided of water in the region highest root development and reduced water losses by evaporation and deep percolation. The tested factors did not significantly alter the sodic-saline parameters, the physical properties of soil and root length of sugarcane / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola

O bulbo molhado formado na irrigação por gotejamento pode ser modelado a partir informações das propriedades físico-hídricas do solo. Mas apesar do grande progresso na modelagem, a aplicação de modelos na irrigação e drenagem ainda não foi implementada em nenhum nível de maneira substancial. Assim, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver um modelo numérico utilizando a técnica dos volumes finitos para estimar a forma e as dimensões do volume de solo molhado sob irrigação por gotejamento, e verificar a validade do modelo através da comparação com dados recolhidos em condições experimentais. O ensaio foi conduzido na área experimental do Departamento de Engenharia de Biossistemas da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz-ESALQ/USP. As sondas de TDR foram confeccionadas segundo procedimentos descritos por Souza et al. (2006). O perfil do bulbo molhado formado no solo abaixo de um emissor do tipo gotejador foi determinado para 3 tipos de material: areia, solo arenoso e solo argiloso e para 3 vazões nominais do emissor: 2, 4 e 6 L/h. Cada uma das combinações entre tipo de solo e vazão foi repetida três vezes em caixas (1000 L) diferentes, totalizando 27 medições. Um modelo numérico foi desenvolvido para simular a distribuição da água no perfil do solo abaixo de uma fonte pontual. A solução da equação diferencial para o movimento da água em solo não saturado foi realizada pela discretização do espaço-tempo utilizando a técnica dos volumes finitos. Um algoritmo em linguagem Visual Basic foi escrito para implementar o conjunto de equações e simular a evolução do bulbo molhado no tempo. Foi simulada a formação do bulbo molhado nas mesmas condições do experimento, e gráficos de isolinhas de umidade foram traçados no software Surfer. O modelo numérico proposto foi capaz de simular a formação do bulbo molhado em diferentes condições de tipo de solo e vazão do emissor. / The soil water patterns in drip irrigation can be modeled from physical and hydraulic properties of soil. But despite the great progress in modeling, the models have not been implemented at any level in irrigation and drainage. The objective of this study was to develop a numerical model using finite volume technique to estimate the shape and dimensions of the wetted soil volume under drip irrigation and verify the validity of the model by comparing data collected under experimental conditions. The trial was conducted at the experimental site of the Department of Biosystems Engineering, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz- ESALQ/USP. The TDR probes were manufactured according Souza et al. (2006). The soil water patterns under a drip emitter type was determined for three types of material: sand, sandy soil and clay soil and three nominal flows of the emitters: 2, 4 and 6 L/h. Each of the combinations of soil type and flow rate was repeated three times in boxes (1000 L), totaling 27 measurements. A numerical model was developed to simulate the distribution of water in the soil profile below a point source. The solution of the differential equation for the movement of water in unsaturated soil was carried out by the discretization of space-time using the technique of finite volume. An algorithm in Visual Basic language was written to implement the set of equations and simulate the evolution of wetted soil volume in time. Contour plots of soil water content were drawn in Surfer software. The proposed numerical model was able to simulate wetted soil volume under different conditions of soil type and flow of the emitter.

Devido à importância do monitoramento da composição iônica da solução do solo, no que diz respeito ao meio ambiente e ao manejo da fertirrigação, associada às limitações práticas dos métodos tradicionais de sua determinação é crescente a procura por um método confiável que possibilite o monitoramento desta composição em tempo real e em curtos intervalos de tempo. Neste sentido a TDR tem sido uma alternativa viável. O presente trabalho objetivou, pelo uso da TDR, avaliar o desempenho de sete modelos na determinação da CEw; relacioná-los com a concentração dos íons potássio nitrato e cloreto avaliando os modelos em determinar a concentração dos íons; e por fim monitorar e determinar a concentração destes íons na água lixiviada em coluna de solo não saturado. O trabalho foi divido em dois experimentos, no primeiro os modelos foram calibrados em colunas de solo sendo formado por 24 tratamentos composto por 4 faixas de umidade volumétrica e 6 concentrações da solução de KCl. Para cada coluna de solo era realizada uma leitura com a TDR ( e CEa) e a CEw na solução do solo era determinada por condutivímetro de mesa, nesta solução foram determinadas as concentrações de potássio e cloreto. No segundo experimento o mesmo procedimento foi realizado, entretanto, foi aplicado KNO3 e determinados potássio e nitrato. Desta forma, foi possível calibrar os modelos para a estimativa da CEw, e para determinação das concentrações dos íons potássio, nitrato e cloreto. Os modelos foram avaliados pelos coeficientes de determinação (R²) e exatidão (d), pela estimativa do erro padrão (EEP) e, ainda, foram classificados de acordo com o índice c, produto dos dois coeficientes citados. Os resultados mostram que os modelos de Rhoads et al. (1976) e Vogeler et al. (1996) se ajustam melhor para solos com características texturais argilosas sendo classificados como Ótimos métodos para a determinação da CEw, tanto pela aplicação de KCl como pela aplicação de KNO3 via água de irrigação. Na estimativa da CEw no solo arenoso os modelos de Munõz-Carpena et al. (2005), Mualen e Friedman (1991), Vogeler et al. (1996) e Rhoads et al. (1976) apresentam melhores ajustes na determinação da CEw, sendo classificados com Muito bom. Na determinação do potássio pelos modelos avaliados o melhor ajuste se dá pela associação da relação K-CEw do tipo potência aplicada para solos argilosos e linear para solos arenosos, apresentando classificação de: Ótimo e Muito bom, respectivamente. Para o cloreto e o nitrato o melhor ajuste se dá pela relação de CEw-Cl e CEw-NO do tipo linear, apresentando classificação de Muito Bom e Ótimo respectivamente. A TDR é uma técnica confiável no monitoramento da concentração dos íons potássio e cloreto lixiviados no perfil do solo. / There is a growing demand for a reliable method applied to monitoring ionic composition of soil solution in real-time and short time intervals, due the importance to environmental sustainability and fertigation management and limitations of traditional methods for determination. Time domain reflectometry (TDR) is often considered a viable alternative to traditional methods. Consequently, this research looks for using TDR evaluate the performance of seven mathematical models for determining electrical conductivity (CEw) by comparing simulated and measured concentrations of potassium, nitrate and chloride, and to monitor and determine the concentration of these ions in water leached from unsaturated soil columns. The research was carried out under two experiments conditions. In the first experiment the models were calibrated with input data from 24 soil columns consisting of four soils with six different KCl concentrations. For each soil column CEw was determined by both TDR ( and CEa readings) and the CEw of soil solution was determined by direct measurements of potassium and chloride concentrations. In the second experiment the procedure was the same, but with KCl being replaced with KNO3. This was possible to calibrate the models to estimate the CEw, and to determine potassium, nitrate and chloride ions concentrations. The models were ranked using the c-index, the coefficient of determination (R²) and estimated standard error (ESE). The results showed were Rhoads et al. (1976) and Vogel et al. (1996) classified as \"Great\" for the CEw determination associated with the application of both KCl and KNO3 to irrigation water in clay soils. For estimating CEw in sandy soils, the models Muñoz-Carpena et al. (2005), Mualen and Friedman (1991), Vogel et al. (1996) and Rhoads et al. (1976) were classified as \"Very Good.\" The relationship between CEw and potassium concentration was best represented by a power function in clay soils, and a linear function in sandy soils, with index of \"Great\" and \"Very Good\", respectively. For chloride and nitrate, the best fits were obtained by representing the CEw-Cl and CEw-NO3 relationships with linear functions, which were classified as Very Good and Good, respectively. TDR proved to be a reliable technique for monitoring the concentration of potassium and chloride ions leached in soil profiles.

O desenvolvimento econômico e o aumento da produtividade agrícola intensificaram o uso de produtos químicos nas lavouras. Quando se pretende quantificar o impacto ambiental de tal uso é necessário empregar modelos que descrevam o fluxo de água e solutos na região não saturada do solo. Para esse fim, um dos parâmetros mais eficazes é conhecer a retenção de água no solo. O objetivo deste trabalho foi desenvolver funções de pedotransferência (FPTs) que estimassem a partir de análise em redes neurais artificiais (RNAs) a retenção de água nos solos da microbacia hidrográfica do ribeirão Canchim, município de São Carlos, SP. Os atributos físicos, textura (argila, silte e areia), densidade e resistência à penetração dos solos: LVAd, LVe, LVdf e NVef, manejados com e sem cobertura vegetal e sob mata foram determinados com equipamentos não convencionais na Embrapa Instrumentação Agropecuária em São Carlos, SP. Esses parâmetros foram utilizados como variáveis de entrada nas duas redes neurais artificiais. Foram obtidas, ainda, as curvas de retenção de água no solo por meio da câmara de pressão de Richards e da tomografia computadorizada, além da porosidade total e da condutividade hidráulica não saturada. O analisador granulométrico de solos e o penetrômetro associado a TDR possibilitaram a obtenção de um grande número de dados. Os atributos físicos dos solos apresentaram grande variabilidade em função da constituição granulométrica e manejos adotados. As RNAs foram eficientes no desenvolvimento de FPTs capazes de estimar a retenção de água com base em propriedades básicas de solo obtidas em grande número. / Economic development and increasing agricultural productivity have intensified the use of chemical products in farming. The quantification environmental impact of these products requires the use of models that describe the flow of water and solutes in the unsaturated region of the soil. For this purpose, one of the most effective parameters belong to the water retention curve of the soil. The purpose of this work was to develop pedotransfer functions (PTFs) to estimate the retention of water by soils of the hydrographic microbasin of the Canchim river, in the municipality of São Carlos, state of São Paulo, Brazil, based on artificial neural networks (ANNs). The physical attributes, granulometry (clay, silt and sand), density and resistance to penetration of LVAd, LVe, LVdf and NVef soils, managed with and without vegetal cover and under forest, were determined using nonconventional equipment at Embrapa Instrumentação Agropecuária in São Carlos, SP. These parameters were used as input variables for two artificial neural networks. The soils\' water retention curves were also obtained using a Richards pressure chamber and computed tomography, as well as their total porosity and unsaturated hydraulic conductivity. A soil granulometric analyzer and a penetrometer allied to TDR provided a large number of data. The soils\' physical attributes displayed a wide variability as a function of their granulometric constitution and adopted managements. The ANNs were effective in developing PTFs able to estimate the water retention based on the large number of basic soil properties.

A reflectometria no domínio do tempo permite estimar o teor de umidade de um meio através da sua correlação com a constante dielétrica. Uma sonda helicoidal TDR, que pode ser cravada em conjunto outros ensaios de penetração in situ para a estimativa do teor de umidade em diversas profundidades, tem aplicação interessante para a investigação geotécnica do subsolo. No presente trabalho, uma sonda TDR foi adaptada e utilizada em conjunto ao ensaio CPT para caracterização de um perfil de solo arenoso não saturado que ocorre na região de Bauru (SP). A calibração dessa sonda foi feita em laboratório especificamente para esse solo. As equações de calibração que mostraram os melhores resultados foram definidas correlacionando a constante dielétrica, condutividade elétrica aparente e a massa específica seca com o teor de umidade. Com o intuito de melhorar a acurácia na determinação do teor de umidade em campo e eliminar possíveis interferências no registro da onda eletromagnética, foram efetuadas modificações em algumas características do projeto original dessa sonda. Tais modificações consistiram em separar os eletrodos condutores e as partes metálicas da sonda, e eliminar o cabo coaxial de extensão, conectando a sonda diretamente a um cabo coaxial de 12 m de comprimento. Tais mudanças levaram a uma melhoria significativa na determinação do perfil de teor de umidade do local estudado. Os valores de teor de umidade de campo determinados usando o TDR ao longo de 8 m de profundidade foram comparados com os valores de referência obtidos de amostras deformadas retiradas com trado mecânico. O erro médio na estimativa do perfil de teor de umidade gravimétrico utilizando a sonda TDR helicoidal foi de 1.61%, na última campanha de ensaios realizados. Os resultados dessa pesquisa indicam que esta ferramenta é adequada para estimar do perfil de teor de umidade para uso em conjunto com o ensaio CPT. / The time domain reflectometry allows estimating the moisture content of a medium by means of its correlation with the dielectric constant. A coil TDR probe, which can be driven into the ground together with others in situ penetration tests, can be used to estimate the moisture content at different depths. It is an interesting approach for geotechnical site characterization. In this work, a coil TDR probe was adapted and used in combination with the CPT test for the site characterization of an unsaturated sandy soil profile which occurs in the region of Bauru (SP). The probe calibration was performed in laboratory specifically for that soil. The calibration equation, which presented the best results, were defined correlating the dielectric constant, electrical conductivity and dry density with the moisture content. In order to improve the accuracy for determining the water content in the field and to eliminate possible interference on the electromagnetic wave registration, modifications were made in some characteristics of the original design of this probe. Such modifications consisted in separating the conductive electrodes from the metal parts of the probe, and eliminating the coaxial extension cable, connecting the probe directly to a coaxial cable 12 m long. Such changes have led to a significant improvement in the determination of the moisture content profile of the studied site. The moisture content values determined in situ by using the TDR along 8 m depth were compared with reference values obtained from disturbed soil samples collected using mechanical augers. The root mean square error of the gravimetric water content profile using the TDR coil probe was 1.61% in the last test campaign. The results of this research indicate that this tool is suitable to estimate the gravimetric moisture content together with the CPT test.

A reflectometria no domínio do tempo permite estimar o teor de umidade de um meio através da sua correlação com a constante dielétrica. Uma sonda helicoidal TDR, que pode ser cravada em conjunto outros ensaios de penetração in situ para a estimativa do teor de umidade em diversas profundidades, tem aplicação interessante para a investigação geotécnica do subsolo. No presente trabalho, uma sonda TDR foi adaptada e utilizada em conjunto ao ensaio CPT para caracterização de um perfil de solo arenoso não saturado que ocorre na região de Bauru (SP). A calibração dessa sonda foi feita em laboratório especificamente para esse solo. As equações de calibração que mostraram os melhores resultados foram definidas correlacionando a constante dielétrica, condutividade elétrica aparente e a massa específica seca com o teor de umidade. Com o intuito de melhorar a acurácia na determinação do teor de umidade em campo e eliminar possíveis interferências no registro da onda eletromagnética, foram efetuadas modificações em algumas características do projeto original dessa sonda. Tais modificações consistiram em separar os eletrodos condutores e as partes metálicas da sonda, e eliminar o cabo coaxial de extensão, conectando a sonda diretamente a um cabo coaxial de 12 m de comprimento. Tais mudanças levaram a uma melhoria significativa na determinação do perfil de teor de umidade do local estudado. Os valores de teor de umidade de campo determinados usando o TDR ao longo de 8 m de profundidade foram comparados com os valores de referência obtidos de amostras deformadas retiradas com trado mecânico. O erro médio na estimativa do perfil de teor de umidade gravimétrico utilizando a sonda TDR helicoidal foi de 1.61%, na última campanha de ensaios realizados. Os resultados dessa pesquisa indicam que esta ferramenta é adequada para estimar do perfil de teor de umidade para uso em conjunto com o ensaio CPT. / The time domain reflectometry allows estimating the moisture content of a medium by means of its correlation with the dielectric constant. A coil TDR probe, which can be driven into the ground together with others in situ penetration tests, can be used to estimate the moisture content at different depths. It is an interesting approach for geotechnical site characterization. In this work, a coil TDR probe was adapted and used in combination with the CPT test for the site characterization of an unsaturated sandy soil profile which occurs in the region of Bauru (SP). The probe calibration was performed in laboratory specifically for that soil. The calibration equation, which presented the best results, were defined correlating the dielectric constant, electrical conductivity and dry density with the moisture content. In order to improve the accuracy for determining the water content in the field and to eliminate possible interference on the electromagnetic wave registration, modifications were made in some characteristics of the original design of this probe. Such modifications consisted in separating the conductive electrodes from the metal parts of the probe, and eliminating the coaxial extension cable, connecting the probe directly to a coaxial cable 12 m long. Such changes have led to a significant improvement in the determination of the moisture content profile of the studied site. The moisture content values determined in situ by using the TDR along 8 m depth were compared with reference values obtained from disturbed soil samples collected using mechanical augers. The root mean square error of the gravimetric water content profile using the TDR coil probe was 1.61% in the last test campaign. The results of this research indicate that this tool is suitable to estimate the gravimetric moisture content together with the CPT test.

O desenvolvimento econômico e o aumento da produtividade agrícola intensificaram o uso de produtos químicos nas lavouras. Quando se pretende quantificar o impacto ambiental de tal uso é necessário empregar modelos que descrevam o fluxo de água e solutos na região não saturada do solo. Para esse fim, um dos parâmetros mais eficazes é conhecer a retenção de água no solo. O objetivo deste trabalho foi desenvolver funções de pedotransferência (FPTs) que estimassem a partir de análise em redes neurais artificiais (RNAs) a retenção de água nos solos da microbacia hidrográfica do ribeirão Canchim, município de São Carlos, SP. Os atributos físicos, textura (argila, silte e areia), densidade e resistência à penetração dos solos: LVAd, LVe, LVdf e NVef, manejados com e sem cobertura vegetal e sob mata foram determinados com equipamentos não convencionais na Embrapa Instrumentação Agropecuária em São Carlos, SP. Esses parâmetros foram utilizados como variáveis de entrada nas duas redes neurais artificiais. Foram obtidas, ainda, as curvas de retenção de água no solo por meio da câmara de pressão de Richards e da tomografia computadorizada, além da porosidade total e da condutividade hidráulica não saturada. O analisador granulométrico de solos e o penetrômetro associado a TDR possibilitaram a obtenção de um grande número de dados. Os atributos físicos dos solos apresentaram grande variabilidade em função da constituição granulométrica e manejos adotados. As RNAs foram eficientes no desenvolvimento de FPTs capazes de estimar a retenção de água com base em propriedades básicas de solo obtidas em grande número. / Economic development and increasing agricultural productivity have intensified the use of chemical products in farming. The quantification environmental impact of these products requires the use of models that describe the flow of water and solutes in the unsaturated region of the soil. For this purpose, one of the most effective parameters belong to the water retention curve of the soil. The purpose of this work was to develop pedotransfer functions (PTFs) to estimate the retention of water by soils of the hydrographic microbasin of the Canchim river, in the municipality of São Carlos, state of São Paulo, Brazil, based on artificial neural networks (ANNs). The physical attributes, granulometry (clay, silt and sand), density and resistance to penetration of LVAd, LVe, LVdf and NVef soils, managed with and without vegetal cover and under forest, were determined using nonconventional equipment at Embrapa Instrumentação Agropecuária in São Carlos, SP. These parameters were used as input variables for two artificial neural networks. The soils\' water retention curves were also obtained using a Richards pressure chamber and computed tomography, as well as their total porosity and unsaturated hydraulic conductivity. A soil granulometric analyzer and a penetrometer allied to TDR provided a large number of data. The soils\' physical attributes displayed a wide variability as a function of their granulometric constitution and adopted managements. The ANNs were effective in developing PTFs able to estimate the water retention based on the large number of basic soil properties.