Instrumentação e controlo, transdutores e condicionadores de sinal
Adriano A. Santos Departamento de Engenharia Mecânica Instituto Politécnico do Porto
Nesta 2.ª parte do artigo sobre instrumentação e controlo, transdutores e condicionadores de sinal, irá ser abordada a sonorização relacionada com o controlo de humidade no solo ou seja, o estado hídrico do solo. Assim sendo, estes transdutores têm como objetivo principal controlar o estado hídrico do solo e informar o sistema da quantidade de água disponível, ao nível das raízes, para o crescimento das plantas num determinado momento e lugar. Por outro lado, e tirando partido das caraterísticas da água, ou seja da humidade do solo, outras medições poderão ser realizadas recorrendo a outros tipos de sensores capazes de determinar, por exemplo, os níveis de salinidade dos solos e a temperatura dos mesmos. Em suma, aproveitar a capacidade dielétrica dos solos para realizar uma monitorização aos mais diversos níveis.
robótica
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AUTOMAÇÃO E CONTROLO
2.ª Parte
TRANSDUTORES DE HUMIDADE Os transdutores de humidade são equipamentos eletrónicos que permitem, de forma indireta, determinar a quantidade de água no solo. Estes poderão ser utilizados na deteção automática, medição e controlo da humidade no solo convertendo-a num sinal elétrico que traduz o potencial hídrico do solo. Os transdutores, processos, mais comuns de medição da humidade do solo são apresentados seguidamente. Tensiómetros O tensiómetro é um aparelho utilizado para medir a tensão com que a água é retida pelas partículas do solo, também conhecido por potencial matricial, proporcionando medições diretas do potencial hídrico. São constituídos por uma cápsula porosa, geralmente de cerâmica ou porcelana com pouca condutividade térmica, ligada a um medidor de vácuo através de um tubo plástico ou de outro material, tendo todas as partes preenchidas com água. A cápsula porosa é permeável à água e aos solutos existentes no solo. A medição do potencial hídrico é realizado pela introdução do equipamento no solo. Assim, e sempre que o solo não se encontre saturado, a água do tensiómetro sairá para o solo dado que o potencial hídrico do tubo é superior ao do solo. Alcançado o equilíbrio é criada uma sucção na parte superior do tensiómetro igual ao potencial hídrico do solo convertido num sinal analógico contínuo quando alimentado a 12 ou 40 V DC. Na Figura 1 apresenta-se um tensiómetro com vacuómetro. Os tensiómetros são sensores baratos e de fácil instalação apresentando, no entanto, limitações no que se refere ao inter-
Tampa Rolha de borracha
Vacuómetro
Tubo plástico
Cápsula cerâmica
Figura 1. Detalhes construtivos de um tensiómetro.
valo de medida, 0 a -0,8 bar. Devido ao seu baixo custo e facilidade de instalação devem ser instalados em vários pontos de controlo, tantos quanto mais preciso for o controlo, tendo sempre em conta a textura dos solos. Blocos de gesso Os blocos de gesso ou métodos eletrométricos são um método prático e económico para a estimação do potencial hídrico do solo. Estes sensores são constituídos por um bloco de gesso que envolve dois elétrodos concêntricos por onde se faz circular uma corrente elétrica (Figura 2). Quando enterrados no solo os blocos de gesso absorvem água e entram em equilíbrio com a humidade do solo. A resistência elétrica diminui com o aumento da humidade do solo ou seja, a condutividade dos blocos aumenta à medida que a quantidade de água do solo absorvida pelos blocos aumenta. Os blocos de gesso, do mesmo do que os tensiómetros, proporcionam medidas diretas do potencial hídrico através da
Figura 2. Blocos de porosos de gesso.