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DESENVOLVIMENTO DE UM PERMEÂMETRO DE CARGA CONSTANTE UTILIZANDO MATERIAIS DE BAIXO CUSTO Yago V. A. Poletti ¹*; Ana L. B. Hurtado 2 Instituto Superior Tupy/SOCIESC, Rua Albano Schmidt, 3333, Joinville/SC, CEP 89206-001 ¹[email protected] INTRODUÇÃO Para a evolução da engenharia foi indispensável o estudo da permeabilidade, pois havia problemas práticos que só poderiam ser resolvidos se pudesse prever esta propriedade dos solos, além do mais a condutividade hidráulica para Corsini (1) é uma das principais propriedades do solo que indicam as diferenças estruturais nas diversas camadas que constituem o perfil. Assim depois de muitos estudos, em 1856 o engenheiro francês Henry Darcy quantificou a condutividade hidráulica verificando diversos fatores geométricos, que influenciavam na vazão da água, resultando em um experimento que relacionava a velocidade de percolação com o gradiente hidráulico, o que se tornou como a conhecida lei de Darcy. A determinação do coeficiente de permeabilidade pode ser realizada a partir de fórmulas que o relacionam com a granulometria (por exemplo, a fórmula de Hazen), no laboratório utilizando-se os “permeâmetros” (de nível constante ou de nível variável) e “in loco” pelo conhecido “ensaio de bombeamento” ou pelo ensaio de “tubo aberto”, para as argilas, a permeabilidade se determina a partir do “ensaio de adensamento” (2) . Das (3) seleciona como métodos de ensaios laboratoriais padrão para determinar a condutividade hidráulica os permeâmetros de carga constante e carga variável, os quais apresentam resultados aproximados. Porém, o ensaio de nível variável é considerado mais profícuo em relação ao de nível constante, sendo preferencialmente usado para solos finos, onde o volume d’água que percola através da amostra é baixo. No desenvolvimento do trabalho procurou-se construir um permeâmetro de carga constante que conseguisse equilibrar o baixo custo dos materiais empregados com coesão de resultados. METODOLOGIA O desenvolvimento do permeâmetro e o experimento foram realizados no laboratório de Mecânica dos Solos do Curso de Engenharia Civil, no campus Boa Vista do Instituto Superior Tupy. O permeâmetro foi construído baseado em dados da revisão teórica, e pesquisa de diversos tipos de permeâmetros no mercado, tais como o produto da empresa Paranasolos. A amostra de solo utilizada no ensaio, do tipo arenoso, foi compactada no laboratório com objetivo de aproximar-se das características naturais do solo. O permeâmetro foi construído com conexões de PVC da linha esgoto, adaptador para mangueira de ½”, mangueira de nível de ½” e esponjas convencionais. O projeto do permeâmetro visou equilibrar o uso de materiais de baixo custo com a eficiência dos resultados, ilustrado na Figura 1a e 1b.
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DESENVOLVIMENTO DE UM PERMEMETRO DE CARGA CONSTANTE UTILIZANDO MATERIAIS DE BAIXO CUSTO Yago V. A. Poletti *; Ana L. B. Hurtado 2 Instituto Superior Tupy/SOCIESC, Rua Albano Schmidt, 3333, Joinville/SC, CEP 89206-001 [email protected] INTRODUO Paraaevoluodaengenhariafoiindispensveloestudodapermeabilidade,poishaviaproblemas prticosquespoderiamserresolvidossepudessepreverestapropriedadedossolos,almdomaisa condutividade hidrulica para Corsini (1) uma das principais propriedades do solo que indicam as diferenas estruturaisnasdiversascamadasqueconstituemoperfil.Assimdepoisdemuitosestudos,em1856o engenheirofrancsHenryDarcyquantificouacondutividadehidrulicaverificandodiversosfatores geomtricos,queinfluenciavamnavazodagua,resultandoemumexperimentoquerelacionavaa velocidadedepercolaocomogradientehidrulico,oquesetornoucomoaconhecidaleideDarcy.A determinao do coeficiente de permeabilidade pode ser realizada a partir de frmulas que o relacionam com agranulometria(porexemplo,afrmuladeHazen),nolaboratrioutilizando-seospermemetros(de nvel constante ou de nvel varivel) e in loco pelo conhecido ensaio de bombeamento ou pelo ensaio de tubo aberto, para as argilas, a permeabilidade se determina a partir do ensaio de adensamento (2). Das (3) selecionacomomtodosdeensaioslaboratoriaispadroparadeterminaracondutividadehidrulicaos permemetrosdecargaconstanteecargavarivel,osquaisapresentamresultadosaproximados.Porm,o ensaiodenvelvarivelconsideradomaisprofcuoemrelaoaodenvelconstante,sendo preferencialmente usado para solos finos, onde o volume dgua que percola atravs da amostra baixo. No desenvolvimentodotrabalhoprocurou-seconstruirumpermemetrodecargaconstantequeconseguisse equilibrar o baixo custo dos materiais empregados com coeso de resultados. METODOLOGIA O desenvolvimento do permemetro e o experimento foram realizados no laboratrio de Mecnica dos SolosdoCursodeEngenhariaCivil,nocampusBoaVistadoInstitutoSuperiorTupy.Opermemetrofoi construdo baseado em dados da reviso terica, e pesquisa de diversos tipos de permemetros no mercado, taiscomooprodutodaempresaParanasolos.Aamostradesoloutilizadanoensaio,dotipoarenoso,foi compactada no laboratrio com objetivo de aproximar-se das caractersticas naturais do solo. OpermemetrofoiconstrudocomconexesdePVCdalinhaesgoto,adaptadorparamangueirade , mangueira de nvel de e esponjas convencionais. O projeto do permemetro visou equilibrar o uso de materiais de baixo custo com a eficincia dos resultados, ilustrado na Figura 1a e 1b. (a) (b)Figura 1 Para a quantificao do coeficiente de permeabilidade do solo (k), usou-se a equao 1. (1) Onde: q a quantidade de gua medida na proveta (cm); A rea de seo transversal da amostra (cm); L O comprimento da amostra medido no sentido do fluxo (cm); h Diferena do nvel entre o reservatrio superior e o inferior (cm); k Uma constante para cada solo, que recebe o nome de coeficiente de permeabilidade (cm/s); t tempo de percolao (s). RESULTADOS E DISCUSSO Ocoeficientedepermeabilidadedaamostraensaiadaresultounovalorde0,1125cm/s,emuma temperatura ambiente de 20 C, com uma amostra de solo arenoso.O permemetro apresentou versatilidade namontagemeduranteaexecuodoensaio,pormhouveumpoucodedificuldadenoprocessode desmonte.OpedaodetuboPVC100mmaondecoloca-seaamostradesolo,crioumuitaadernciaem relao as caps de PVC 100 mm, aps o ensaio. CONCLUSES O permemetro de carga constante desenvolvido com materiais alternativos de baixo custo apresentou umbomresultado,alcanandoumcoeficientedepermeabilidadequepodesercomparadoaosvalores encontrados em permemetros sofisticados para esse determinado solo.Opermemetroprecisarpassarpor modificaes na rea de armazenamento da amostra do solo, pois o tubo de PVC de 100 mm ficar melhor se torn-loumapeanicacomoscapsdePVC100mm,paranohaverdificuldadesnadesmontagemdo equipamento. REFERNCIAS 1. CORSINI,P.C.Tillagepracticesofsugar-cane:effectsonsoilporosityandsoilwaterretention.In: INTERNATIONALCONFERENCEOFTHEINTERNATIONALSOILTILLAGERESEARCH ORGANIZATION,11.,1988,Edinburgh.ProceedingsEdinburgh:TillageandTrafficinCrop Production, 1988, v.2., p.629-624. 2.CAPUTO,HomeroPinto.MecnicadosSolosesuasaplicaes.6.Ed.RiodeJaneiro:LTC, 1989. v. 1. 3.DAS,BrajaM.FundamentosdeengenhariaGeotcnica.6.Ed.SoPaulo:EditoraThomson Learning, 2007.
