Menu



Exportar registro bibliográfico

Metrics:

Tese

Investigação da umidade do solo por meio da combinação entre o aquecimento de uma liga ferrítica (Fe-Cr-Al) e a medição distribuída de temperatura (DTS) (2023)

  • Authors:
  • Autor USP: BERTOTTO, LUIS EDUARDO - EESC
  • Unidade: EESC
  • Sigla do Departamento: SHS
  • DOI: 10.11606/D.18.2023.tde-21062023-173939
  • Subjects: ÁGUA DO SOLO; UMIDADE DO SOLO; TEMPERATURA; FIBRA ÓPTICA; TEMPERATURA
  • Keywords: Cabo de fibra óptica; Pulso de calor; Temperatura como traçador
  • Agências de fomento:
  • Language: Português
  • Abstract: Os solos desempenham papéis cruciais na manutenção da ecologia global. Assim, o teor de umidade do solo (θ, m^[3].m^[-3]) é destacado por governar diferentes processos hidrológicos. Técnicas de sensoriamento remoto e métodos como a reflectometria no domínio do tempo têm sido usados no seu monitoramento. A partir dos anos 2000, foi introduzido o monitoramento de θ com os dispositivos de medição distribuída de temperatura (DTS), que utilizam cabos de fibra óptica (FO) como sensores e fornecem dados com alta resolução espacial e temporal. A principal metodologia aplicada com os sistemas FO-DTS para estimativas de θ é a do aquecimento ativo, em que se monitora a resposta térmica do solo à aplicação de um pulso de calor. Usualmente, isso é alcançado pela imposição de uma corrente elétrica no revestimento metálico de um cabo óptico, o que eleva a sua temperatura e a do meio circundante. Porém, esses cabos possuem alto custo de aquisição em comparação a cabos tradicionais. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a aplicabilidade da execução integrada do aquecimento de uma liga composta de ferro, cromo e alumínio (Fe-Cr-Al) com a medição distribuída de temperatura para o monitoramento de θ. Para sua execução, duas configurações foram testadas em laboratório: com a liga e o cabo de FO em contato (abordagem da sonda única, i.e., SPHPDTS) e separados por uma distância de solo de 6,03 mm (abordagem da sonda dupla, i.e., DPHP-DTS). Três configurações de pulso decalor foram aplicadas na liga metálica, distintas pela potência e duração do aquecimento: 4,3 W.m^[-1] durante 180 s; 4,2 W.m^[-1] durante 600 s; e 21,5 W.m^[-1] durante 180 s. A resposta térmica do solo foi avaliada pelos métodos da temperatura acumulada (Tcum, °C.s) e do máximo aumento de temperatura (ΔTmax, °C). O solo de cada experimento foi submetido a dois ciclos de umedecimento e secagem consecutivos, sendo o primeiro usado para a construção de curvas de calibração entre θ e Tcum e θ e ΔTmax, e o segundo usado para a validação das curvas. Os resultados encontrados indicaram que o pulso de calor 4,3 W.m^[-1]-180 s levou a estimativas insatisfatórias de θ. Porém, ao estender a sua duração (4,2 W.m^[-1]-600 s), a performance das curvas melhorou consideravelmente na etapa de validação. Essa configuração de aquecimento apresentou desempenho similar à de alta potência (21,5 W.m^[-1]-180 s) nas estimativas de θ, o que é relevante para casos em que a disponibilidade de energia para o aquecimento é uma limitante, uma vez que o pulso 4,2 W.m^[-1]-600 s requer 2520 J.m^[-1] para ser executado, enquanto o 21,5 W.m^[-1]-180 s requer 3870 J.m^[-1]. Ademais, recomenda-se o uso do método ΔTmax em ambas SPHP-DTS e DPHP-DTS. Os resultados indicaram também que erros nas estimativas de θ aumentam à medida que θ aumenta, o que foi associado à ocorrência de histerese térmica das medições do sistema FODTS em relação ao θ observado porsensores pontuais. Apesar disso, demonstrou-se a efetividade da liga Fe-Cr-Al como material aquecedor paralelamente às medições de temperatura para a investigação de θ em laboratório
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 26.05.2023
    • Acesso à fonteAcesso à fonteDOI

    Informações sobre a disponibilidade de versões do artigo em acesso aberto coletadas automaticamente via oaDOI API (Unpaywall).

    Status:
    Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
    Versão do Documento:
    Versão publicada (Published version)
    Acessar versão aberta:

    Por se tratar de integração com serviço externo, podem existir diferentes versões do trabalho (como preprints ou postprints), que podem diferir da versão publicada.

    How to cite
    A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas

    • ABNT

      BERTOTTO, Luis Eduardo. Investigação da umidade do solo por meio da combinação entre o aquecimento de uma liga ferrítica (Fe-Cr-Al) e a medição distribuída de temperatura (DTS). 2023. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2023. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-21062023-173939/. Acesso em: 01 abr. 2026.

    • APA

      Bertotto, L. E. (2023). Investigação da umidade do solo por meio da combinação entre o aquecimento de uma liga ferrítica (Fe-Cr-Al) e a medição distribuída de temperatura (DTS) (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-21062023-173939/

    • NLM

      Bertotto LE. Investigação da umidade do solo por meio da combinação entre o aquecimento de uma liga ferrítica (Fe-Cr-Al) e a medição distribuída de temperatura (DTS) [Internet]. 2023 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-21062023-173939/

    • Vancouver

      Bertotto LE. Investigação da umidade do solo por meio da combinação entre o aquecimento de uma liga ferrítica (Fe-Cr-Al) e a medição distribuída de temperatura (DTS) [Internet]. 2023 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-21062023-173939/

    Últimas obras dos mesmos autores vinculados com a USP cadastradas na BDPI:

Digital Library of Intellectual Production of Universidade de São Paulo     2012 - 2026