Sistema para avaliação da umidade relativa do solo utilizando a análise de impedância e técnicas de ultrassom

• Main Author: Damacedo, João Marcos Ferreira
• Other Authors: Maia, Joaquim Miguel
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2013
• Subjects: Solos - Umidade - Medição; Solos - Análise; Ultrassom; Simulação (Computadores); Engenharia elétrica; Soil moisture - Measurement; Soils - Analysis; Ultrasonics; Computer simulation; Electric engineering
• Online Access: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/399

Visando a melhoria dos processos agrícolas para produção sustentável de alimentos, o conhecimento do teor de umidade relativa vem a cooperar no processo de irrigação, apontada como uma grande consumidora de água, além de auxiliar em estudos hidrológicos, meteorológicos, geotécnicos, dentre outros. Este trabalho apresenta o desenvolvimento do hardware e firmware de um protótipo para ser utilizado com técnicas de ultrassom e análise de impedância, visando o desenvolvimento de futuros produtos para avaliar o teor de água no solo. Para a análise da impedância foi utilizado um sensor de placas paralelas, separadas 24 mm uma da outra, utilizadas juntamente com o hardware e firmware desenvolvido, para detectar a variação da constante dielétrica do solo com acréscimo de água, através da variação da fase dos sinais de tensão e corrente ao passar pelo sensor inserido no meio. Obteve-se, ao analisar 15 amostras, uma relação logarítmica crescente da variação de fase em função do acréscimo de água no solo. No estudo da caracterização da umidade do solo através do ultrassom, obteve-se resultados preliminares expressivos para as mudanças da amplitude dos sinais ultrassônicos de 40 kHz e 100 kHz no modo transmissão/recepção ao propagar-se no solo com diferentes níveis de umidade. === To improve agricultural processes for sustainable food production, knowledge of the moisture is useful to cooperate in the irrigation process, identified as a major consumer of water, besides helping in hydrological studies, meteorological, geotechnical, among others. This paper presents the development of the hardware and firmware of a prototype to be used with ultrasound techniques and impedance analysis for the development of future products to evaluate the water content in soil. For the impedance analysis, it was used a parallel plate sensor, with the plates separated from 24 mm each other, used together with the hardware and firmware developed to detect the variation of dielectric constant with the increase of soil water, by varying the phase of voltage and current signals in the sensor inserted in the medium. The results obtained, when analyzing 15 samples, presented a ratio of logarithmic growing of the phase variation due to increased soil water. In the study of characterization of soil moisture using a transmission/reception ultrasound system, the preliminary results have shown significant changes in the amplitude of ultrasonic waves of 40 kHz and 100 kHz propagating through the soil at different moisture levels.