Número e espaçamento entre hastes de guia de onda para medida da umidade do solo com TDR

Abstract

Com este trabalho, objetivou-se avaliar o desempenho de diferentes modelos matemáticos para ajuste dos dados de umidade, em função da constante dielétrica aparente do solo, e a viabilidade de uso de guias de onda de duas e três hastes, com diferentes espaçamentos. Amostras de solo deformadas foram acondicionadas em segmentos de tubos de PVC de 0,075 m de diâmetro. Construíram-se 24 guias de onda com capacitor e 24 guias de onda sem capacitor, sendo que, para cada tipo, 12 guias de onda de duas hastes e 12 de três hastes, com espaçamento entre hastes de 0,009 a 0,022 m, de impedâncias previamente determinadas, foram inseridas no solo, após a saturação em cada segmento de tubo. Dados de umidade do solo determinados por gravimetria e da constante dielétrica aparente obtidos pelo analisador Trase System, foram tomados em cada recipiente durante a secagem do solo de 0,31 a 0,13 m3 m-3. Cinco modelos matemáticos foram ajustados aos dados de umidade em função da correspondente constante dielétrica aparente do solo e o efeito dos modelos na obtenção da umidade do solo, em função da constante dielétrica aparente, foi avaliado estatisticamente. O modelo de Malicki foi o de melhor ajuste dos dados da constante dielétrica aparente, em função da umidade do solo. As guias de onda de três hastes, de diâmetro 0,003 m, comprimento 0,15 m, com espaçamentos entre hastes de 0,017 m, foram as de melhor desempenho, enquanto as guias de onda de três hastes sem capacitor indicaram melhor desempenho na determinação da umidade do solo, comparadas com as de duas hastes sem capacitor. As guias de onda de três hastes sem capacitor apresentaram melhor desempenho na determinação da umidade do solo que as de três hastes com capacitor.

The objective of this study was to evaluate the performance of different mathematical models to adjust the humidity data as a function of the apparent dielectric constant of the soil and to evaluate the feasibility of the use of wave guides of two and three rods with different spacings. Disturbed soil samples were packed in PVC tube segments of 0.075 m diameter. Two sets of 24 have guides were constructed. One of this sets had a capacitor. In each set one half of the wave guides had two rods and the other half contained three rods. The rod spacing varied from 0.009 to 0.022 m. Soil water content data from gravimetry and soil bulk dielectric constant values from Trase System analyzer were collected during drying process with water content values ranging from 0.31 to 0.13 m3 m-3. Five mathematical models were fitted to water content and bulk dielectric constant data. The Malicki's model was the most adequate for estimating soil water content as a function of bulk dielectric constant. The wave guides with three rods 0.017 m apart from each other showed the best performance. The three-rod wave-guides without capacitor performed better for water content determination than the two-rod wave-guides without capacitor. The three-rod wave-guides without capacitor performed better than three-rod wave-guides with capacitor.