Projeto, desenvolvimento e avaliação de um penetrômetro elétrico-eletrônico para uso em tanques de solo

Abstract

A maioria dos penetrômetros e penetrógrafos utilizados no mundo e, principalmente no Brasil, são manuais, ou seja, o operador do equipamento fornece a força necessária para cravar o cone no solo. Esta operação, além de estar limitada ao esforço máximo que o operador pode fornecer, não garante a velocidade constante de penetração, faltando, portanto, sensibilidade para variar instantaneamente a força de recalque em função das variações naturais de resistência do solo ao longo do perfil avaliado. Para que os dados obtidos com este tipo de equipamento sejam confiáveis, torna-se necessário a utilização de técnicos treinados e experientes. Quando são comparados resultados obtidos em diferentes localidades, há sempre a dúvida se os operadores trabalharam da mesma maneira nas diversas situações. Assim, de acordo com o exposto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver um penetrômetro elétrico-eletrônico para a determinação da resistência do solo à penetração. O sistema, composto por uma cremalheira (acionada por um conjunto moto-redutor elétrico), uma célula de carga, uma haste de aço contendo uma ponteira cônica de ângulo sólido de 30° (conforme norma ASAE S 313.2), é acionado por um motor elétrico, para obtenção da pressão necessária para cravar o cone na direção normal ao solo, à uma velocidade constante de acordo com ASAE S313.2. A velocidade constante de 1896 mm/min, independentemente da resistência do solo, foi obtida através da instalação de redutores e da cremalheira projetada. A obtenção, registro e armazenamento dos dados de resistência do solo à penetração são realizados por um sistema eletrônico, formado pelos seguintes componentes: sensor de força (célula de carga), potenciômetro utilizado como sensor de profundidade , sistema de aquisição de dados (microlloger)...

The great majority of penetrometers and penetrographers used in the world and, mainly in Brazil, they are manual, in other words, the operator of the equipment supplies the necessary force to nail the cone in the soil. This operation, besides being limited to the maximum effort that a person can supply, doesn't guarantee the constant speed of penetration, being difficult that the operator is enough sensitive to vary the force instantly of it presses down in function of the natural variations of resistance of the soil along the wanted profile. So that the lifted up data with this equipment type are more reliable, he/she becomes necessary the trained technicians' use and experts. When results are compared obtained at different places, it is been in doubt if the operators worked in the same way in the several situations. The present work had as objective develops an electric-electronic penetrometer for the determination of the resistance of the soil to the penetration. The system, composed by a pothook and chain (worked by a group electric motorcycle-reducer), a load cell, a stem of steel containing a conical ferrule of solid angle of 30° (according to norm ASAE S 313.2), it is worked by an electric motor, for obtaining of the necessary pressure to nail the cone in the normal direction (perpendicular) to the soil, according to demand of the norm. The constant speed of 1896 mm/min, independently of the resistance of the soil, it is obtained through the installation of reducers and of the pothook and chain. The obtaining, registration and storage of the resistance data to the penetration of the soil are accomplished by an electronic system, formed by the following components: sensor of force (load cell), potenciometers used as sensor of depth, system of acquisition of data (microlloger ), system of storage of data, microcomputer and it programs for analysis... (Complete abstract, click eletronic address below)