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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ - UNIOESTE
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AGRÍCOLA
SISTEMA DE INFORMAÇÃO PARA AJUSTE DOS DADOS DE
TENSÃO-DEFORMAÇÃO NOS ENSAIOS DE COMPACTAÇÃO DO SOLO
JULIANO RODRIGO LAMB
CASCAVEL – PR
2006
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JULIANO RODRIGO LAMB
SISTEMA DE INFORMAÇÃO PARA AJUSTE DOS DADOS DE
TENSÃO-DEFORMAÇÃO NOS ENSAIOS DE COMPACTAÇÃO DO SOLO
Dissertação apresentada como requisito
parcial de avaliação para obtenção do
grau de Mestre em Engenharia Agrícola
do Programa de Pós Graduação em
Engenharia Agrícola, área de
concentração em Engenharia de Sistemas
Agroindustriais, Centro de Ciências
Exatas e Tecnológicas, Universidade
Estadual do Oeste do Paraná.
Orientador: Prof. Dr. Joaquim Odilon
Pereira
CASCAVEL – PR
2006
JULIANO RODRIGO LAMB
“Sistema de informação para ajuste dos dados de tensão-deformação
nos ensaios de compactação do solo”
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação “stricto
sensu” em Engenharia Agrícola em cumprimento parcial aos requisitos para
obtenção do título de Mestre em Engenharia Agrícola, área de concentração
Engenharia de Sistemas Agroindustriais, aprovada pela seguinte banca
examinadora:
Presidente: Prof. Dr. Eduardo Godoy de Souza
Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas, UNIOESTE
Prof. Dr. Paulo Afonso Brancarense Costa
Departamento de Estatística, UFPR
Prof. Dr. Suedêmio de Lima Silva
Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas, UNIOESTE
Cascavel, 13 de dezembro de 2006.
ii
Dedico este trabalho a Deus,
aos meus pais e irmãos.
ii
AGRADECIMENTOS
A Deus, por ter me concedido a oportunidade de estar aqui e realizar
este trabalho com serenidade e sabedoria.
Aos meus familiares que demonstraram apoio em todos os momentos
difíceis e alegres desta jornada.
Ao professor João Cândido Bracarense, por sua fundamental
participação neste trabalho, demonstrando, além de um caráter mediador no
processo de ensino, um papel de amigo ao longo do curso.
Ao professor Suedêmio de Lima Silva, pela amizade, incentivo, e
auxílio na realização deste trabalho, especialmente no desenvolvimento dos
experimentos.
Aos colegas Roger Michels, Liane Piacentini, Cláudio Bazzi, Fernanda
Catelan, Dirceu Melo e Valtinho, pela amizade e incentivo ao longo do curso e
ao colega Milton Soares, pelas mensagens de apoio enviadas em minha caixa
de e-mail.
Aos colegas, Marciano Lizzoni, Anderson Castellanos, Luciano
Henrique, pela longa amizade, conselhos e paciência.
Agradeço a todos os amigos que souberam compreender a ausência
do convívio social para a realização deste estudo.
Em especial, ao professor Joaquim Odilon, meu orientador, pela
disposição em orientar, confiança, amizade, atenção e conselhos ao longo da
realização deste trabalho.
i
SUMÁRIO
LISTA DE TABELAS......................................................................................... vii
LISTA DE FIGURAS........................................................................................ viii
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS............................................................. xi
RESUMO xiii
ABSTRACT xiv
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................. 1
2 REVISÃO DE LITERATURA ............................................................................ 3
2.1 O SOLO E O FENÔMENO DA COMPACTAÇÃO ......................................... 3
2.2 ENSAIOS DE COMPACTAÇÃO ................................................................... 7
2.2.1 Tipos de Ensaios de Compressão .............................................................. 7
2.3 INSTRUMENTOS UTILIZADOS .................................................................... 9
2.3.1 Penetrômetro de Placa ............................................................................. 10
2.3.2 Oedômetro ................................................................................................ 13
2.4 CURVAS DE COMPRESSÃO DO SOLO .................................................... 15
2.5 A IMPORTÂNCIA DA INFORMAÇÃO ......................................................... 17
2.5.1 Modelagem de Dados .............................................................................. 19
2.5.2 Sistemas de Informação ........................................................................... 20
2.5.3 O Ciclo de Vida Clássico .......................................................................... 22
2.5.4 Sistemas para Filtragem de Dados .......................................................... 25
3 MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................... 28
3.1 LOCALIZAÇÃO ........................................................................................... 28
3.2 MATERIAIS ................................................................................................. 28
3.2.1 Ensaios in Situ .......................................................................................... 28
3.2.2 Ensaios Confinados .................................................................................. 29
3.3 MÉTODOS .................................................................................................. 31
3.3.1 Ensaios in Situ .......................................................................................... 31
3.3.1.1 Equação de ajuste dos dados ............................................................... 33
3.3.1.2 Mecanismo para filtragem de dados ...................................................... 34
3.3.2 Determinação da reta virgem e de compressão secundária .................... 35
3.3.3 Ensaios em laboratório ............................................................................. 36
3.4 TECNOLOGIA EMPREGADA ..................................................................... 36
3.4.1 Especificação do Banco de Dados ........................................................... 37
v
3.4.2 Especificação de Ferramentas de Desenvolvimento ................................ 38
3.4.2.1 Sybase© Powerdesigner© .................................................................... 38
3.4.2.2 IBExpert ................................................................................................. 39
3.4.2.3 Borland© Delphi© .................................................................................. 39
3.4.3 Especificação de Metodologias ................................................................ 41
3.4.3.1 Orientação a objetos ............................................................................. 41
3.4.3.2 3Tier 43
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................... 44
4.1 XPRESS – SOFTWARE .............................................................................. 44
4.1.1 Módulo para Ensaios in Situ ..................................................................... 45
4.1.2 Módulo para Ensaios Laboratoriais .......................................................... 53
4.2 ENSAIOS DE COMPRESSÃO .................................................................... 56
4.2.1 Ensaios in Situ .......................................................................................... 56
4.2.2 Ensaios em Laboratório ............................................................................ 61
5 CONCLUSÕES .............................................................................................. 66
REFERÊNCIAS ................................................................................................ 67
APÊNDICES..................................................................................................... 73
APÊNDICE A - DIAGRAMAS DE CASO DE USO........................................... 74
APÊNDICE B - DESCRIÇÃO DOS CASOS DE USO...................................... 76
APÊNDICE C - DIAGRAMA DE CLASSE........................................................ 80
APÊNDICE D - DIAGRAMAS DE SEQÜÊNCIA............................................... 81
v
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Características do solo ensaiado em laboratório............................. 63
v
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Componentes do solo......................................................................... 3
Figura 2 - Grau de saturação.............................................................................. 4
Figura 3 - Ensaio de compressão não-confinado................................................ 8
Figura 4 - Ensaio de compressão parcialmente confinado................................. 8
Figura 5 - Ensaio de compressão totalmente confinado..................................... 9
Figura 6 - Esquema de um penetrômetro de placa montado em um trator.......10
Figura 7 - Penetrômetro de placa desenvolvido por BREDA (2003)................. 11
Figura 8 - Modelos da deformação do solo durante compressão com uma
placa............................................................................................. 12
Figura 9 - Esquema de um oedômetro utilizado nos ensaios de compressão
confinada...................................................................................... 13
Figura 10 - Oedômetro desenvolvido por WEISS (2005).................................. 14
Figura 11 - Conjunto mecânico de compressão................................................ 15
Figura 12 - Método gráfico de Casagrande (1936) para determinar o ponto de
pré-consolidação.......................................................................... 16
Figura 13 - Dados, informação, conhecimento.................................................. 18
Figura 14 - Sistemas de informação.................................................................. 21
Figura 15 - Componentes básicos de uma aplicação de processamento de
informações.................................................................................. 22
Figura 16 - Avaliação do projeto de interfaces.................................................. 23
Figura 17 - O ciclo de vida clássico................................................................... 24
Figura 18 - Relacionamento entre log (pressão) e second diferences em um
teste de compressão uniaxial....................................................... 25
Figura 19 - Comportamento dos dados sem mecanismo de filtragem para um
ensaio in situ................................................................................ 26
Figura 20 - Sistema de aquisição de dados cr510............................................ 29
Figura 21 - Oedômetro...................................................................................... 30
Figura 22 - Amostra indeformada do solo......................................................... 30
Figura 23 - Cápsula de metal, anel volumétrico e balança de precisão............ 31
v
Figura 24 - Momento de simulação da compactação causada pelo tráfego..... 32
Figura 25 - Trilho compactado pela passagem do trator................................... 33
Figura 26 - Comportamento da deflexão dos pneus......................................... 34
Figura 27 - Alguns componentes do Zeos na paleta de componentes do
Delphi©........................................................................................ 40
Figura 28 - Mensagem de aviso de licença....................................................... 41
Figura 29 - Construindo classes através de herança........................................ 42
Figura 30 - Exemplo para uma aplicação em três camadas............................. 43
Figura 31 - Tela inicial do programa.................................................................. 44
Figura 32 - Ex. de arquivo tabulado.................................................................. 46
Figura 33 - Ex. de arquivo original..................................................................... 46
Figura 34 - Interface de leitura do arquivo de dados......................................... 47
Figura 35 - Identificação de parâmetros relacionados ao experimento.............48
Figura 36 - Interface para o mecanismo de filtragem dos dados...................... 49
Figura 37 - Interface filtragem fina..................................................................... 50
Figura 38 - Interface para construção das curvas............................................. 51
Figura 39 - Modo de visualização, com destaque para a sobreposição de
cenários........................................................................................ 52
Figura 40 - Determinação do ponto de pré-consolidação................................. 53
Figura 41 - Cadastro de experimentos e amostras oedométricos.....................54
Figura 42 - Interface para determinação da curva de compressão, usando a
deformação máxima..................................................................... 55
Figura 43 - Interface para determinação da curva de compressão do solo,
usando o índice de vazios............................................................ 56
Figura 44 - Curvas de compressão para uma passada do trator...................... 57
Figura 45 - Comportamento do solo para cinco passadas do trator..................57
Figura 46 - Curvas de compressão para dez passadas do trator......................58
Figura 47 - Curvas para uma passada produzidas pelo software..................... 58
Figura 48 - Curvas para cinco passadas produzidas pelo software.................. 59
Figura 49 - Curvas para dez passadas do trator, produzidas pelo software..... 59
Figura 50 - Ponto de pré-consolidação para uma passada do trator................ 60
Figura 51 - Ponto de pré-consolidação para cinco passadas do trator............. 60
Figura 52 - Ponto de pré-consolidação para dez passadas do trator................61
i
Figura 53 - Comportamento do índice estrutural (Sem passadas do trator) em
função da pressão, para três amostras........................................ 61
Figura 54 - Comportamento do índice estrutural (Uma passada do trator) em
função da pressão, para três amostras........................................ 62
Figura 55 - Comportamento do índice estrutural (Cinco passadas do trator) em
função da pressão, para três amostras........................................ 62
Figura 56 - Gráfico pressão versus deformação, sem passada do trator..........64
Figura 57 - Gráfico pressão versus deformação, com uma passada do trator.
..................................................................................................... 64
Figura 58 - Gráfico pressão versus deformação, com cinco passadas do trator.
..................................................................................................... 65
x
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas.
ANSI - American National Standards Institute.
BMP - Bitmap picture.
CMM - Capability maturity model.
CSV - Comma separated values.
DAT - Arquivo de dados.
e - Volume de vazios.
EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária.
GNU (GPL) - GNU´s not Unix (General Public License).
HTML - Hypertext markup language.
kN - Quilo Newton.
kPa - Quilo Pascal – unidade de medida de pressão.
LGPL - Lesser general PUBLIC license.
LMA - Laboratório de Mecanização Agrícola.
Mb - Megabytes.
MGA - American National Standards Institute.
M
s
- Massa de sólidos.
M
w
- Massa de água.
NEEA - Núcleo Experimental de Engenharia Agrícola.
POO - Programação orientada a objetos.
RAM - Random access memory.
RTF - Rich text format.
SGBD - Sistema gerenciador de banco de dados.
SIG - Sistemas de informações gerenciais.
SQL - Structured query language.
S
r
- Grau de saturação.
TXT - Documento de texto.
u
a
- Pressão do ar.
UML - Unified modeling language.
x
u
w
-
Pressão da água.
V - Volume total.
V
a
- Volume de ar.
VCL - Virgin compression line.
V
s
- Volume de sólidos.
V
v
- Volume de vazios.
V
w
- Volume de água.
XML - Extensible markup language.
σ - Pressão vertical.
σ
1
, σ
2
, σ
3
- Tensões principais efetivas.
σ
p
- Pressão de pré-consolidação.
x
RESUMO
A compactação do solo é um fenômeno danoso ao setor agrícola, intensificado
com a adoção do modelo de produção atual que utiliza nos sistemas de cultivo.
máquinas pesadas que podem exercer pressões superiores à capacidade de
suporte do solo. Com a compactação e compressão do solo ocorre uma
redução do índice de vazios, face à expulsão do ar e da água que compõem o
sistema, prejudicando a absorção de água e minerais pelas raízes das plantas
e aumentando a resistência do solo à penetração. Dessa forma, torna-se
importante a realização de ensaios de compressão para determinação dos
índices de compactação, seja em campo por meio de ensaios in situ ou em
ensaios laboratoriais. A dificuldade apresentada em ensaios desta natureza,
está relacionada à análise dos dados obtidos e com a determinação das curvas
de compressão e índice de pré-consolidação. Face a essa conjuntura
procurou-se a utilização de sistemas de informação com o desenvolvimento de
um aplicativo de banco de dados para o ajuste dos dados de
tensão-deformação em ensaios in situ e em laboratório. O sistema foi
desenvolvido usando o ambiente de desenvolvimento Borland© Delphi© com
banco de dados Firebird e metodologias Orientada a Objetos e 3Tier.
Alimentado com dados provenientes de ensaios realizados, o software
demonstrou eficiência na leitura e filtragem dos dados de ensaios in situ,
segurança no armazenamento de todos os dados referentes aos ensaios, bem
como agilidade e precisão na determinação das curvas de compressão do solo
e na estimação do ponto de pré-consolidação. Os resultados ainda permitem
concluir que o tráfego de máquinas, nas atividades em campo, intensifica o
fenômeno da compactação e que o penetrômetro e o oedômetro são
importantes na realização de ensaios de compressão do solo.
Palavras-chave: Tecnologia de informação, compactação do solo, ensaios
in situ, ensaios de compressão uniaxial, sistema de
filtragem de dados.
x
ABSTRACT
INFORMATION SYSTEM FOR DATA ADJUSTMENT OF STRENGTH-
DEFORMATION ASSAYS OF SOIL COMPACTION
The soil compaction is a harmful phenomenon to the agricultural sector,
intensified with the current model of culture adoption though the use of
machines weighed in the culture systems, where these can exert superior
pressures to the soil load support capacity. With the soil compaction and
compression there is a reduction of the void ratios face to the air and water
expulsion, that composes the system, harming the water absorption and
minerals for the plants roots, as well as increasing the resistance of the ground
to the penetration. By the way, it is formed becomes important the
accomplishment of trials of compression for determination of the compaction
levels, either in field through assays in situ or laboratory trials. The difficulty
presented in trials of this nature, this related with the analysis of the gotten data
and with the determination of the compression curves and stress point. Face
this conjuncture one utilized the systems of information with the development of
application of data base for the adjustment of the data of tension-deformation in
trials in situ and laboratory. The system was developed using the environment
of development Borland© Delphi© with data base Firebird and methodologies
Oriented Objects and to 3Tier. With data proceeding from carried through trials,
the software have demonstrated to efficiency in the reading and filtering of in
situ trials data, security in the storage of all the referring data to the trials, as
well as agility and precision in the determination of the curves of compression of
the ground and in the esteem of the stress point. The results still allow
concluding that, the traffic of machines in the activities in field intensify the
phenomenon of the compaction, and that sinkage plate and oedometer are
important in the accomplishment of trials of soil compression.
Keywords: Systems of information, soil compaction, trials in situ, uniaxial
compression trials, filtering of data system.
x
1 INTRODUÇÃO
A compactação é um fenômeno intrínseco do solo. Seus efeitos são
nocivos ao desenvolvimento das plantas, pois ocasionam uma redução no
índice de vazios e aumento da densidade do solo, promovendo a diminuição no
teor de água e, dessa forma, prejudicando desenvolvimento radicular e
contribuindo para a formação deficiente de plantas, afetando, principalmente, a
produção esperada. O fenômeno de compactação está relacionado a causas
naturais como as fortes chuvas, mas o também ao uso inadequado de
máquinas e implementos agrícolas, cujo tráfego desordenado é uma das
causas principais de compactação do solo, no modelo de cultivo atual.
O crescimento do setor agrícola é fruto da difusão de tecnologias e do
surgimento de órgãos especializados que promovem o desenvolvimento do
agricultor. No entanto, ainda há carências no setor agrícola, no que se refere a
sistemas de informação, por meio de aplicativos de banco de dados que
processem os dados presentes nas diversas atividades agrícolas e apresentem
relatórios em que sejam caracterizados os problemas de uma determinada
área, possibilitando assim, as tomadas de decisão nas diferentes etapas do
ciclo de produção, como preparação do solo, semeadura, tratos culturais e
colheita.
De modo um geral, os analistas, os profissionais da área e os próprios
empresários não incluem a qualificação da administração e da gestão dos
empreendimentos agrícolas. Essa conjuntura pode comprometer a atividade,
pois a redução dos custos de produção e a busca de novas técnicas para
aumentar a produção são necessárias à permanência do agricultor em seu
meio.
A informática, aliada ao desenvolvimento dos sistemas de informação,
permite a modelagem das situações vividas no meio rural e a manipulação dos
dados envolvidos para obtenção de informações que podem auxiliar o usuário,
que muitas vezes é também o responsável pelas decisões na propriedade.
A realização de ensaios de compressão tem por objetivo o
conhecimento do comportamento do solo, pela exposição a diferentes cargas,
de modo a simular as cargas exercidas por máquinas e implementos agrícolas
nas atividades de campo. O conhecimento do comportamento de cada solo
permite que sejam plotadas as curvas de compressão e a determinação por
meio delas de um índice conhecido como capacidade de suporte, isto é, o
ponto em que ocorre uma intensificação nos danos causados pela
compactação. Aproximadamente, a partir deste ponto o solo passa do estado
elástico para o estado plástico.
O desenvolvimento de um sistema de informação, baseado em um
aplicativo de Banco de Dados promove maior agilidade e precisão na análise
dos dados. De posse de um computador (portátil ou não) na realização do
ensaio, pode-se ter rapidamente toda a filtragem dos dados permitindo uma
análise correta. A utilização de um banco de dados permite a visualização e
comparação com outros ensaios realizados, a qualquer momento. Esse
sistema emite as informações resultantes do processo existente, baseado na
modelagem do mundo real. Assim, é importante uma correta representação
para que os dados produzidos estejam o mais próximo possível da melhor
solução.
O objetivo deste trabalho foi desenvolver um programa computacional
(software) para o ajuste dos dados de tensão-deformação nos ensaios de
compactação in situ ou em laboratório, fornecendo com rapidez e precisão as
informações necessárias ao produtor rural para aplicação em sua propriedade.
2
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 O SOLO E O FENÔMENO DA COMPACTAÇÃO
O solo é um sistema composto por partículas sólidas e espaços vazios
que podem estar preenchidos com água ou ar (MARANGON, 2005). Todo e
qualquer estudo sobre o solo deve considerar esses três fatores e a sua
correlação. A água ocupa a maior parte dos espaços vazios podendo ser
deslocada quando submetida a diferenças de potencial
(DAVISON & SPRINGMAN, 2006).
Figura 1 - Componentes do solo.
Fonte: DAVISON e SPRINGMAN (2006).
Conforme SILVA FILHO, MIRANDA & NOGUEIRA (2001), é importante
a distinção entre solos saturados e não-saturados, por suas diferenças
comportamentais. A principal característica dos solos não-saturados, conforme
esses autores, é a existência da água com pressão negativa ou sucção,
definida como pressão do ar (u
a
) menos a pressão da água (u
w
). Assim, valores
de sucção sempre são maiores ou iguais a zero.
3
v
w
r
V
V
vaziosdevolume
águadevolume
S
==
Para DAVISON & SPRINGMAN (2006), o volume de água em um solo
pode variar entre 0 (zero) e o volume de vazios (V
v
). O grau de saturação S
r
para solos perfeitamente secos tem valor igual a 0 e para solos saturados tem
valor igual a 1 e pode ser calculado pela Equação 1:
(1)
Figura 2 - Grau de saturação.
Fonte: DAVISON & SPRINGMAN (2006).
em que:
- M
w
= Massa de água;
- M
s
= Massa de sólidos;
- V
a
= Volume de ar;
- V
w
= Volume de água;
- V
v
= Volume de vazios;
- V
s
= Volume de sólidos;
- V = Volume total.
Para PACHECO (2004), duas fases isolantes caracterizam solos não
saturados: uma fase sólida com presença de ar e uma fase líquida, que pode
ser condutora de corrente elétrica. O espaço para condução da corrente reduz
com a diminuição do grau de saturação, aumentando-se assim, a resistividade.
O manejo do solo é condicionado ao tipo de solo existente no local. O
Ministério da Agricultura iniciou um processo de classificação dos solos
existentes, pela Comissão de Solos, em 1947, um órgão precursor da Empresa
4
Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA, criada em 1973. Outra
classificação dos solos bastante empregada é a de CAMARGO, KLAMT &
KAUFFMAN (1987).
Para o processo de produção agrícola é importante o manejo do solo,
permitindo assim, a obtenção de uma estrutura e um teor de água adequados,
bem como o controle de ervas daninhas. Entre os fatores que influenciam o
processo de mobilização do solo tem-se a condição de início das atividades, o
formato da ferramenta e o seu movimento (PEREIRA, 2004).
Dados na literatura, relacionados à compressibilidade do solo, são
limitados. Um dos resultados mais evidentes refere-se à formação de trilhos de
pneus oriundos do tráfego em áreas com condições não apropriadas (EARL,
1997). Esses dados apresentam limitação pelas seguintes razões:
a) Cargas geradas por equipamentos agrícolas são menores do que de
estruturas como prédios ou represas;
b) A maioria dos testes de compressão relatados na literatura foi
realizada em solos saturados, enquanto que na agricultura a maior parte dos
solos encontra-se não saturada nas operações realizadas em campo;
c) A compressibilidade de solos não saturados com vários graus de
desenvolvimento estrutural difere consideravelmente de solos com camadas
densas, maciço-estruturadas e subsuperficiais.
d) A maioria dos dados é oriunda de amostras ensaiadas em situações
de laboratório, não representando as condições reais em campo.
Para descrever a compactação (expulsão do ar), consolidação
(expulsão da água) e compressão (combinação da compactação, consolidação
e movimento do solo com o mínimo de redução no seu volume, denominado
deslocamento) é utilizado um termo de conceito amplo: deformação (EARL,
1997).
As causas da compactação estão relacionadas à ocorrência de
fenômenos naturais, como chuvas fortes; dimensionamento inadequado de
máquinas e implementos agrícolas e tráfego excessivo de máquinas, durante
as atividades de manutenção das plantas ou preparo do solo. A ocupação do
solo dessa forma gera uma rápida e contínua degradação (SOANE & VAN
OUWERKERK, 1994; DAWIDOWSKI, MORRISON JUNIOR & SNIEG, 2001,
PRADO & ROQUE; SOUZA, 2002).
5
Em sistemas agrícolas, verifica-se a presença do fenômeno da
compactação pela utilização de meios baseados em tração animal ou
mecanizados. A resposta do solo está diretamente associada à carga aplicada
(REINERT, ROBAINA & REICHERT, 2003). A compactação realizada pelo
tráfego de máquinas deve-se ao fato de que elas aplicam forças superiores à
capacidade de suporte do solo (DAWIDOWSKI & KOOLEN, 1994).
A compactação do solo é um fenômeno cada vez mais comum e
largamente combatido, pois a sua ocorrência acarreta um baixo
desenvolvimento radicular das plantas, dificultando a obtenção de água e
diminuindo o espaço poroso para o fornecimento de oxigênio, afetando
diretamente a produção, de maneira negativa (LIMA, 2004).
A modernização do sistema de cultivo e do maquinário agrícola, não foi
acompanhada por um aumento proporcional dos pneus, responsáveis por
distribuir o peso das máquinas. No Brasil, é difundido o uso de pneus com
bandas diagonais, cuja parte lateral é rígida, de modo que não ocorra uma
moldagem sob o solo (STRECK, REINERT & REICHERT, 2004).
Conforme LAMB et al. (2006b), a redução do tráfego e um
dimensionamento apropriado do maquinário, de modo a exercer pressões
inferiores à capacidade do solo, resultarão em índices menores de
compactação
As pressões exercidas sobre o solo tendem a aumentar a densidade,
reduzindo, assim, a porosidade e o índice de vazios (REINERT, ROBAINA &
REICHERT, 2003). Um grande número de variáveis está presente nesse
processo de interação solo-máquina, de modo a dificultar a tomada de
decisões por parte de agricultores (O’SULLIVAN, HENSHALL & DICKSON,
1999).
Fortes cargas, aplicadas pelos modernos equipamentos agrícolas,
aumentam extremamente o potencial para uma compactação severa do solo
Os estudos de SALIRE, HAMMEL & HARDCASTLE (1994). demonstraram que
eixos que exerçam cargas superiores a 90 kN contribuem consideravelmente
para a compactação nas camadas abaixo da camada superficial do solo.
A compactação é danosa à estrutura do solo, por isso é importante a
utilização de mecanismos para a determinação desses níveis. O penetrômetro
6
de placa é um instrumento muito eficiente nessa determinação, em campo
(BREDA, 2003).
2.2 ENSAIOS DE COMPACTAÇÃO
Uma abordagem para avaliar a sucessão à compactação dos solos é
baseada nos resultados de ensaios que utilizam penetrômetros de placa em
conjunto com resultados provenientes de ensaios confinados de compressão. A
análise desses resultados permite o conhecimento de maiores informações
sobre o comportamento do solo frente a diferentes cargas (EARL, 1997).
Ensaios confinados de compressão do solo e in situ (utilizando um
penetrômetro de placa) podem ser aplicados para identificar componentes –
quanto à compactação e deslocamento – no processo de deformação do solo
sob aplicação de cargas (EARL, 1997).
EARL (1997) sugeriu a montagem de um equipamento de compressão
em um trator contendo um mecanismo de penetração do solo com uma placa
de aço e com instrumentos para realização de ensaios confinados para
avaliação da natureza compressiva do solo.
2.2.1 Tipos de Ensaios de Compressão
Segundo Barata (1985), citado por WEISS (2005), os ensaios de
compressão, realizados em laboratório ou in situ, podem ser classificados de
acordo com o grau de confinamento imposto ao solo, em:
a) ensaio de compressão não-confinado;
b) ensaio de compressão parcialmente confinado;
c) ensaio de compressão totalmente confinado.
7
Figura 3 - Ensaio de compressão não-confinado.
Fonte: Barata (1985) citado por WEISS (2005).
O ensaio de compressão uniaxial não-confinado (ou compressão
simples) é aquele em que o esforço (σ
1
) é aplicado em uma única direção,
permitindo que o corpo de prova se deforme nas outras direções, sem qualquer
tipo de confinamento. Não se caracteriza a presença de nenhuma força lateral
atuando (σ
2
= 0) (Barata, 1985, citado por WEISS, 2005).
Os ensaios de compressão parcialmente confinados ocorrem, ainda
segundo Barata (1985), citado por WEISS (2005), com a presença da pressão
axial (σ
1
) e com pressão lateral (σ
2
= σ
3
) que impeça parcialmente a liberdade
da deformação lateral.
Figura 4 - Ensaio de compressão parcialmente confinado.
Fonte: Barata (1985), citado por WEISS (2005).
8
Os ensaios totalmente confinados são conhecidos como Ensaios de
Adensamento, criados por Terzaghi ao desenvolver a Teoria do Adensamento
e só podem ser realizados com a colocação do corpo-de-prova dentro de um
recipiente (anel) indeformável, com a aplicação externa da pressão axial (σ
1
). O
anel impede qualquer deformação lateral, pois o confinamento é total (Barata,
1985, citado por WEISS, 2005).
Figura 5 - Ensaio de compressão totalmente confinado.
Fonte: Barata (1985), citado por WEISS (2005).
Segundo DAWIDOWSKI, MORRISON JUNIOR & SNIEG (2001),
ensaios de compressão in situ, utilizando o penetrômetro de placa, não podem
ser considerados realmente como não-confinados, mas como parcialmente
confinados.
2.3 INSTRUMENTOS UTILIZADOS
O penetrômetro de placa, utilizado em ensaios de campo, é uma
ferramenta que permite a visualização do comportamento do solo mediante
diferentes níveis de tráfego. No entanto, seus resultados são condicionados ao
ambiente com a mesma característica do cenário de realização da pesquisa
(DAWIDOWSKI, MORRISON JUNIOR & SNIEG, 2001).
9
Ensaios de compressão oedométrica são popularmente usados,
conforme MOREIRA (2005), face à simplicidade de sua realização, bem como
ao fato das condições de deformação apresentarem semelhanças às
encontradas em situações reais.
Verifica-se que ambos os métodos produzem curvas similares para os
estágios iniciais de compactação do solo. Contudo, a partir do ponto de
compactação os resultados tornam-se divergentes (DAWIDOWSKI,
MORRISON JUNIOR & SNIEG, 2001). Os autores recomendam ainda, que
seja estudada a existência de uma possível relação matemática entre essas
curvas, de modo a convergirem os resultados.
2.3.1 Penetrômetro de Placa
Conforme ALEXANDROU & EARL (1995), o penetrômetro de placa é
formado basicamente por uma placa em contato com o solo, onde uma força
conhecida é aplicada e um mecanismo monitora a distancia de deslocamento
da placa (Figura 6). Equipamentos dessa natureza já são usados há muito
tempo, no entanto, as dimensões da placa não foram padronizadas.
Figura 6 - Esquema de um penetrômetro de placa montado em um trator.
Fonte: ALEXANDROU & EARL (1995).
O penetrômetro de placa de aço, desenvolvido por BREDA (2003),
consiste em uma estrutura modular com chapa de aço ABNT 1020, formatada
1
para suportar as forças exercidas pelo sistema hidráulico do trator durante os
ensaios de compactação. É acoplado diretamente ao trator por quatro
parafusos dispostos simetricamente, fixados na carcaça de transmissão.
Figura 7 - Penetrômetro de placa desenvolvido por BREDA (2003).
O equipamento utiliza o sistema hidráulico do trator para acionamento
do pistão de compressão. No entanto, devido à necessidade de se controlar a
pressão hidráulica e, conseqüentemente da carga sobre o solo, foi adicionado
um comando hidráulico de duas vias, com uma válvula de controle de pressão
(BREDA, 2003).
A medição da força exercida pela placa no solo, de acordo com
BREDA (2003), é realizada por célula de carga com capacidade de 50 kN. Para
medição da profundidade da penetração da placa utilizou-se de um sensor a
laser. Ambos os sensores possuem saída para o mecanismo de aquisição de
dados Micrologger cr510.
Bernstein (1913) e Bekker (1960), citados por EARL (1997),
investigaram o relacionamento entre carga e penetração, usando testes de
penetração no solo, com uma placa. Embora esses testes fornecessem dados
in situ importantes, segundo EARL (1997), existem duas considerações a
serem feitas, sobre o tipo de experimento realizado: (a) a área de contato e de
pressão dos pneus de um trator é muito grande sendo impraticável a utilização
1
de placas com o mesmo tamanho e carga; (b) os testes não dispõem de
informação suficiente na seqüência do processo de deformação que ocorre
logo abaixo da placa.
EARL (1997) verificou a necessidade de amenizar esses
inconvenientes, pela montagem do equipamento em um trator e com a
realização de testes paralelos ao de penetração no solo, gerando maiores
informações acerca do comportamento do solo abaixo da placa de compressão
e observou que esse comportamento, durante um ensaio de compactação com
um penetrômetro de placa possui três fases:
a) compactação, com pressão lateral constante;
b) compactação, com aumento na pressão lateral; e
c) deslocamento do solo lateralmente.
Na Figura 8 observa-se que, inicialmente, uma carga é aplicada e o
solo diretamente abaixo da placa compacta (expulsão do ar), observado na
fase (a). Com o aumento da carga, a pressão lateral do solo (σ
L
),
imediatamente abaixo da placa, começa a aumentar (b) excedendo à pressão
da área confinada. A partir desse ponto tem-se o deslocamento e
compactação (c).
Figura 8 - Modelos da deformação do solo durante compressão com uma
placa.
Fonte: EARL & ALEXANDROU (2001).
1
2.3.2 Oedômetro
Segundo MOREIRA (2005), os ensaios em laboratório são realizados
para descrever e classificar o solo, investigando suas propriedades e
determinando os valores de seus parâmetros. Dentre os testes de carga,
destacam-se os ensaios de compressão unidimensional (compressão
oedométrica), os ensaios de cisalhamento e os triaxiais.
Figura 9 - Esquema de um oedômetro utilizado nos ensaios de compressão
confinada.
Fonte: MARANGON (2005).
Ensaios de compressão uniaxial do solo em laboratório utilizam o
princípio de Terzaghi e são conhecidos como ensaios de compressão
oedométrica. É o mais antigo e mais conhecido método para a determinação
de parâmetros de compressibilidade do solo (MARANGON, 2005).
Em ensaios de compressão oedométrica, explica MOREIRA (2005), a
amostra de solo é acondicionada em um cilindro rígido de metal de modo que a
deformação radial ou horizontal seja igual a zero. Discos porosos são
colocados no topo e no fundo do aparelho, agindo como drenos, conforme o
mecanismo da Figura 9. Desse modo, a deformação axial é igual à deformação
volumétrica.
WEISS (2005) projetou, construiu e validou um sistema de compressão
uniaxial para estimativa da compactação do solo. O sistema possibilita a
1
compressão de amostras indeformadas do solo em anéis de 2,4 cm ou 4,8 cm,
com 7,0 cm de diâmetro.
Figura 10 - Oedômetro desenvolvido por WEISS (2005).
O acionamento do pistão hidráulico é realizado com um sistema
acionado por ar-comprimido. Para medir a variação do deslocamento do solo,
utilizou-se uma régua linear (transdutor) cujos valores são indicados em um
display digital (WEISS, 2005).
O conjunto mecânico de compressão, visualizado na Figura 11,
acondiciona a amostra de solo entre pedras de absorção feitas com arenito.
Dessa forma o teor de água existente na amostra de solo pode ser drenado,
aliviando-se a poropressão (pressão neutra) interna do solo, ao se aplicar a
tensão de compressão.
1
Figura 11 - Conjunto mecânico de compressão.
No aparato convencional, conforme MOREIRA (2005), a tensão axial é
aplicada em estágios, simplesmente com a adição ou remoção de cargas, pois
a deformação axial pode ser facilmente medida. As poropressões no topo são
iguais a zero e dependendo do oedômetro, a poropressão no fundo poderá ou
não ser medida com a drenagem na parte inferior do aparelho.
2.4 CURVAS DE COMPRESSÃO DO SOLO
Os níveis de compactação, que permitem estimar as alterações na
qualidade estrutural do solo, podem ser entendidos pelo índice de vazios do
solo e entendidos com a construção das curvas de compressão uniaxial (LIMA,
2004).
As chamadas curvas de compressão são expressas graficamente pelo
relacionamento do logaritmo da pressão aplicada versus algum parâmetro
relacionado ao solo, como a densidade ou o índice de vazios, dentre outros
(KELLER et al., 2004, SILVA et al., 2003, DIAS JUNIOR et al., 2006).
Cada classificação de solo existente produzirá um comportamento
característico, porquanto sua composição pode variar apresentando
propriedades como densidade ou teor de água, específicos. No entanto,
1
pressões de compactação ocasionam um aumento na densidade e redução no
índice de vazios (REINERT, ROBAINA & RICHERT, 2003).
A pressão de pré-consolidação (σ
p
) do solo divide a curva de
compressão em duas regiões: a curva de compressão secundária (a), com
deformações recuperáveis e a curva de compressão virgem (b), com
deformações não recuperáveis (DIAS JUNIOR et al., 2006, SILVA et al., 2003).
Para que a compactação não seja acentuada o solo deve ser cultivado ou
trafegado na região de compressão secundária. (SILVA et al., 2003).
O método de Casagrande (Figura 12) para determinação do ponto de
pré-consolidação é amplamente aceito (DAWIDOWSKI & KOOLEN, 1994;
SILVA et al., 2003).
Figura 12 - Método gráfico de Casagrande (1936) para determinar o ponto de
pré-consolidação.
Fonte: DAWIDOWSKI & KOOLEN (1994).
Para Casagrande (1936), citado por DAWIDOWSKI & KOOLEN (1994),
primeiro é necessária a determinação da reta (I) virgem de compressão (virgin
compression line - VCL). Determinando-se na seção precedente do gráfico (II)
o ponto (T), que corresponde ao menor raio da curvatura, pode-se traçar uma
tangente (t) a este ponto e uma linha horizontal (h). Uma linha bissetriz (c)
divide o ângulo entre essas duas linhas em partes iguais. O ponto de
1
interseção (C) entre a bissetriz (c) e a linha virgem (I) corresponde,
aproximadamente, à carga de pré-consolidação do solo.
A pressão de pré-consolidação é usada, conforme DIAS JUNIOR et al.
(2004), como uma estimativa da capacidade de suporte dos solos parcialmente
saturados. Ainda segundo esse autor, usualmente a pressão de
pré-consolidação é obtida em laboratório, por meio de ensaios de compressão
uniaxial com equipamentos sofisticados.
Com o estudo de um método alternativo da avaliação de
pré-consolidação, DIAS JUNIOR et al. (2006) concluíram que as pressões de
pré-consolidação podem ser utilizadas na determinação da compactação do
solo, auxiliando na decisão sobre a realização de operações mecanizadas ou
não nos solos caracterizados.
2.5 A IMPORTÂNCIA DA INFORMAÇÃO
Segundo NORTON (1996), a informação é qualquer item tangível que
afete uma organização. As corporações necessitam de informações para a
tomada de decisão nos mais variados setores, como características de
produtos, esforços de marketing e investimento, dentre outros.
"Informação e conhecimento são, essencialmente, criações humanas, e
nunca seremos capazes de administrá-los se não levarmos em consideração
que as pessoas desempenham, nesse cenário, um papel fundamental"
(DAVENPORT, 2000, p. 12).
1
Figura 13 - Dados, informação, conhecimento.
Fonte: Adaptado de GORDON & GORDON (1999), citados por BEZERRA (2001).
A obtenção de boas informações e sua correta utilização pode ser o
diferencial entre o sucesso ou não de uma empresa, permitindo que os dados
obtidos sejam transformados em informações que promovam o conhecimento
suficiente para utilizá-los, como apresentado na Figura 13. A informação não
tem nenhum valor intrínseco, seu valor é determinado por aqueles que a usam.
Muitas vezes, pode ser valorizada enquanto continua de posse de apenas um
grupo restrito de pessoas ou empresas, explica NORTON (1996).
O advento da informática contribuiu para agilizar o processo em busca
da informação. Criou-se então, conforme DAVENPORT (2000) o conceito de
que investimentos astronômicos por parte de uma empresa em tecnologia
seriam a solução para os problemas enfrentados.
Segundo PRESSMAN (1995), esses conceitos fazem parte dos mitos
do software, em que idéias enganosas têm causado sérios problemas tanto a
gerentes como ao pessoal técnico. Entretanto esses mitos são difíceis de
serem modificados mesmo quando a existência dos softwares caminha para a
quinta década.
A ecologia da informação vem combatendo esse dogma,
fundamentado-se na maneira como as pessoas criam, distribuem,
compreendem e usam a informação. O conceito de sociedade da informação é
ascendente e necessita do envolvimento ativo do quadro humano,
especialmente cientistas e pesquisadores em tecnologias de informação e
comunicação (TAKAHASHI, 2000). O conceito de ecologia da informação não
tem nenhum vinculo com a natureza, mas sim, com todo o ciclo de vida da
1
informação dentro da empresa, os lugares que percorre, os consumidores,
enfim, metaforizando, a “cadeia alimentar” da informação.
Mesmo que um computador auxilie no processo de gerenciamento da
informação, cabe aos usuários a tarefa de avaliar e tomar decisões com base
nas informações, explica NORTON (1996). Existem três fatores, conforme esse
autor, que afetam a qualidade e o valor da informação final: oportunidade,
precisão e apresentação:
a) Oportunidade: o valor da informação está relacionado ao momento
em que ela é necessária. Quanto mais urgente for a informação, mais as
pessoas estarão dispostas a pagar para obtê-las;
b) Precisão: no que se refere a computadores, precisão significa a
existência de maiores detalhes junto à informação. Informações perfeitas
(100% completas e precisas) são inatingíveis, assim, toda informação é na
verdade, um meio-termo que atinge essas metas.
c) Apresentação: a forma de apresentação de uma informação pode
ser crucial, pois as pessoas, em geral, apresentam maior facilidade de
entendimento de gráficos do que de números.
Por isso, em um sistema de informação é importante disponibilizar de
maneiras diferentes a mesma informação para que ela seja absorvida da
melhor forma pelo usuário final. A emissão de relatórios agradáveis e
simplificados é fundamental ao entendimento do operador. O’SULLIVAN,
HENSHALL & DICKSON (1999) apresentaram um modelo muito importante na
estimação da compactação do solo, mas a interpretação dos resultados estava
diretamente condicionada ao conhecimento dos operadores.
2.5.1 Modelagem de Dados
Pela modelagem é possível identificar padrões ou semelhanças em
dois experimentos diferentes com algumas propriedades em comum. Os
modelos matemáticos são comparados a um esqueleto humano. Existem
pessoas magras, altas, baixas ou gordas, mas seus esqueletos sempre se
1
parecem. A despeito da aparência externa, a estrutura interna, a forma e a
disposição dos ossos são as mesmas (GERSTING, 1993).
Modelos matemáticos são desenvolvidos para entender o fenômeno da
compactação, mas todo o conhecimento já acumulado não tem sido utilizado
em sistemas de apoio a decisão (ARAÚJO & SARAIVA, 2003). Tais sistemas
forneceriam o acesso a informações que permitiriam minimizar o dano causado
pela compactação pela diminuição das cargas de um aumento da área de
contato dos pneus com o solo, por exemplo (O’SULLIVAN; HENSHALL;
DICKSON, 1999).
A aplicação da tecnologia da informação pelo apoio ao processo de
decisão, já tem apresentado benefícios econômicos. Produtores querem aplicar
essa tecnologia no suporte operacional da propriedade, principalmente por
meio de aplicações que auxiliem na tomada de decisões em tempo real
(CANILLAS & SALOKHE, 2002).
Um modelo que estime e quantifique a compactação do solo permite
que estudantes, por exemplo, explorem mais os fatores presentes no fenômeno
da compactação pela dinâmica solo-máquina (O’SULLIVAN, HENSHALL &
DICKSON, 1999).
EARL & ALEXANDROU (2001) concluíram, inicialmente, que modelos
matemáticos para predizerem o modelo e a extensão do processo de
deformação são baseados fundamentalmente nas propriedades mecânicas do
solo e podem ser aplicados para diferenciar tipos de solo entre uma gama de
condições.
2.5.2 Sistemas de Informação
Conforme o Glossário da Sociedade de Informação de Portugal
(APDSI, 2005 p. 75), sistema de informação pode ser entendido como um
... sistema constituído por recursos humanos (pessoal), recursos
materiais (equipamento) e procedimentos que possibilitam a
aquisição, o armazenamento, o processamento e a difusão da
informação pertinente ao funcionamento de uma empresa ou de uma
organização, quer o sistema esteja informatizado ou não (Figura 14).
2
Um sistema de informação pode ser simplesmente considerado,
conforme NORTON (1996), como sistemas ou regras que as empresas usam
para acumular, organizar e dispensar informações. Surgem então os Sistemas
de Informações Gerenciais (SIG), voltados a toda empresa ou organização que
tenha uma estrutura administrativa.
Figura 14 - Sistemas de informação.
Fonte: Gordon & Gordon (1999), citados por BEZERRA (2001).
Conforme Gordon & Gordon (1999), citados por BEZERRA (2001), um
sistema de informações é composto pela combinação de tecnologia com
dados, procedimentos para processar esses dados e das pessoas que utilizam
o dado já processado (informação), de acordo com o esquema mostrado na
Figura 14.
No desenvolvimento das atividades agrícolas percebe-se que os
envolvidos não dispõem de um alto nível técnico e a maioria dos experientes
proprietários agrícolas não vê vantagem significativa nos recursos da
tecnologia da informação (CANILLAS & SALOKHE, 2002).
No nível mais básico, explica NORTON (1996) há somente
3 componentes básicos em uma aplicação de processamento de informações.
A Figura 15 ilustra esse contexto.
Entrada é qualquer dado bruto coletado em toda a empresa, a saída é
qualquer informação gerada pelo processamento, fase de agregação de valor
à organização. O feedback ou retroalimentação é a fase em que se pode
realizar o controle sobre o sistema, verificando-se, dentre outros fatores, se o
que foi produzido era realmente o esperado.
No entanto, deve-se considerar que "a palavra chave para a introdução
de tecnologias de informação nas pequenas propriedades rurais é a integração,
2
onde a informação desempenha importante valor nesse contexto", conforme
LAMB & BEZERRA (2004, p. 2).
Figura 15 - Componentes básicos de uma aplicação de processamento de
informações.
Fonte: Adaptado de NORTON (1996).
A informática poderá facilitar a gerência dos novos sistemas produtivos
que surgirão e para agilizar o processo decisório, permitindo um melhor
planejamento das atividades agropecuárias, em busca da otimização da
aplicação dos conceitos embutidos nesses sistemas. Nos últimos anos, a
tecnologia da informação vem se difundindo no meio rural e tem se verificado
que ela pode contribuir positivamente nos aspectos econômicos e ambientais.
(MEIRA et al., 1996).
NORTON (1996) destaca que antes da aplicação de sistemas de
informação baseados em informática, uma organização precisa analisar
exatamente quais informações são essenciais e visualizar como os
componentes dessas informações interagirão.
2.5.3 O Ciclo de Vida Clássico
O paradigma de vida clássico da engenharia de software requer uma
abordagem sistemática, seqüencial ao desenvolvimento do software, iniciando
pelo sistema e avançando ao longo da análise, projeto, codificação, teste e
manutenção, conforme PRESSMAN (1995), e abrange as seguintes atividades:
a) Análise e engenharia de sistemas: estabelecimento de requisitos
para todos os elementos do sistema e atribuição de certo subconjunto desses
2
requisitos ao software. Esse passo é essencial quando o software deve fazer
interface com outros elementos, tais como hardware, peopleware e banco de
dados.
b) Análise de requisitos de software: intensificação da coleta de
requisitos específicos ao software. Para entender a natureza do programa, os
requisitos são documentados e revistos com o cliente, assim o analista pode
compreender o domínio de informação para o software, bem como funções,
desempenho e interface exigidos.
c) Projeto: processo de múltiplos passos concentrado em quatro
atributos distintos: estrutura de dados, arquitetura de dados, detalhes
procedimentais e caracterização da interface, conforme o diagrama da
Figura 16. O projeto é documentado e torna-se parte da configuração do
software.
Figura 16 - Avaliação do projeto de interfaces.
Fonte: PRESSMAN (1995).
d) Codificação: tradução do projeto em uma linguagem legível por
máquina.
e) Testes: realização de testes concentrados nos aspectos lógicos
internos do software, garantindo que todas as instruções tenham sido testadas
2
para se descobrir eventuais erros e garantir que a entrada definida produza
resultados reais que concordem com os resultados exigidos.
f) Manutenção: fase de mudanças no software. Podem ser
ocasionadas porque erros foram encontrados, porque o software precisa ser
adaptado a fim de acomodar mudanças em seu ambiente externo ou porque o
cliente exige acréscimos funcionais ou de desempenho.
O paradigma de vida clássico do software é apresentado na Figura 17
que, apesar de ser o mais antigo e amplamente usado, vem sofrendo críticas
quanto a sua aplicabilidade em todas as situações. Conforme PRESSMAN
(1995), pode-se citar, algumas dessas críticas:
a) Os projetos reais não seguem o fluxo seqüencial proposto,
apresentando iteração com problemas na aplicação do paradigma.
Figura 17 - O ciclo de vida clássico.
Fonte: PRESSMAN (1995).
b) O cliente apresenta dificuldades para declarar todas as suas
exigências no início, contrariando assim, o pressuposto do ciclo do paradigma
que não comporta a incerteza natural do início do trabalho.
c) Uma versão de trabalho do programa não estará disponível até um
ponto tardio do cronograma do projeto.
Mesmo diante de fragilidades, explica PRESSMAN (1995), o ciclo de
vida clássico continua sendo significativamente melhor do que uma abordagem
casual ao desenvolvimento do software. Dessa forma, criam-se padrões nos
métodos de análise, projeto, codificação, teste e manutenção, os quais são
muito semelhantes a todos os paradigmas da engenharia de software.
2
2.5.4 Sistemas para Filtragem de Dados
Uma dificuldade apresentada em ensaios de compactação diz respeito
à grande quantidade de dados coletados pelo mecanismo de aquisição (LAMB
et al., 2006a, DAWIDOWSKI & KOOLEN, 1994).
Os experimentos são realizados com diferentes níveis de pressão e
diferentes taxas de leitura. Assim, para uma análise adequada, os dados
devem ser reduzidos por um mecanismo de filtragem (DAWIDOWSKI &
KOOLEN, 1994).
A automação do processo de realização dos ensaios de compactação
com a utilização do penetrômetro pode ocasionar alguns erros na coleta de
dados. Mas, conforme MENEGATTI (2004) sistemas para filtragem de dados
podem eliminar grande parte dos erros aumentando a qualidade da informação.
Figura 18 - Relacionamento entre log (pressão) e second diferences em um
teste de compressão uniaxial.
Fonte: DAWIDOWSKI & KOOLEN (1994).
DAWIDOWSKI & KOOLEN (1994) face à grande quantidade de pares
de dados obtidos em ensaios de compactação, desenvolveram um mecanismo
para redução dos mesmos, baseado em diferenças finitas. Os resultados
podem ser verificados na Figura 18. Basicamente, os dados eram transferidos
2
do sistema de aquisição de dados para uma planilha eletrônica (Lotus©), onde
a análise era realizada.
Em sua planilha, DAWIDOWSKI & KOOLEN (1994) contemplam todos
os passos necessários para a determinação do ponto de pré-consolidação. A
grande contribuição, no entanto, está na criação de um mecanismo inicial para
redução dos pares de dados para, em seguida, realizar a aplicação do método
de CASAGRANDE (1936). Dessa forma, as soluções implementadas na
planilha podem ser descritas como:
a) Redução dos pares de dados;
b) Filtragem dos dados;
c) Determinação do menor raio da curvatura;
d) Determinação da bissetriz;
e) Extensão da reta virgem de compressão;
f) Determinação do ponto de pré-consolidação.
Percebe-se que, conforme MENDES (1997), sistemas de filtragem de
dados procuram reduzir as dificuldades encontradas na busca por informações
mais precisas, de forma a trazer as informações requeridas em tempo,
fornecendo um maior número de subsídios para a tomada de decisões.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
100 1000
log [Pressão, kPa]
Acum. Def. Máx [mm]
Figura 19 - Comportamento dos dados sem mecanismo de filtragem para um
ensaio in situ.
Fonte: LAMB et al. (2006b).
2
LAMB et al. (2006b) apresentaram o comportamento do solo em
ensaios de compactação com um penetrômetro de placa, sem nenhum tipo de
mecanismo de filtragem, observando que a grande quantidade de dados
dificulta uma análise mais detalhada do verdadeiro comportamento do solo. O
gráfico pode ser visualizado na Figura 19 e verifica-se que se torna necessária
a aplicação de um mecanismo de filtragem.
Um elemento a ser considerado na elaboração de mecanismos de
filtragem é a utilização de um banco de dados. Um software de banco de dados
amplia a capacidade de organizar os dados armazenados no computador,
oferecendo muitos modos diferentes de buscar fatos específicos (NORTON,
1996).
2
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 LOCALIZAÇÃO
Os ensaios de compactação do solo in situ foram realizados no Núcleo
Experimental de Engenharia Agrícola - NEEA, da Universidade Estadual do
Oeste do Paraná - UNIOESTE, localizado geograficamente com coordenadas
24º48' de latitude sul e 53º26' de longitude oeste e altitude média de
760 metros. O solo local é classificado como Latossolo Vermelho Distroférrico
Típico (EMBRAPA, 1999).
Os ensaios confinados foram realizados no Laboratório de
Mecanização Agrícola - LMA da UNIOESTE com amostras coletadas no NEEA.
3.2 MATERIAIS
3.2.1 Ensaios in Situ
Para os ensaios de compressão in situ utilizou-se um trator 4x2-TDA,
Marca Ford, Série 7630, com um penetrômetro acoplado na parte traseira. Nos
ensaios foi utilizado o penetrômetro de placa, desenvolvido por BREDA (2003),
equipado com o mecanismo de aquisição de dados Micrologger cr510,
produzido pela Campbell Scientific (Figura 20).
2
Figura 20 - Sistema de aquisição de dados cr510.
Fonte: CAMPBELL SCIENTIFIC (2006).
A freqüência de leitura dos dados foi determinada em 4 registros por
segundo, pois deformações obtidas em intervalos menores aos adotados
apresentam pouca relevância, além de que o número de excessivo de registros
pode comprometer a capacidade de armazenamento do sistema de dados,
aumentando a necessidade de descarregamento dos dados a cada novo
ensaio.
3.2.2 Ensaios Confinados
Nos ensaios in situ, foi utilizado o mesmo trator usado para a coleta de
amostras não deformadas do solo, em anéis volumétricos que foram
posteriormente ensaiados, utilizando-se princípios da oedometria. Os
experimentos confinados foram realizados com auxílio de um oedômetro
desenvolvido por WEISS (2005), conforme pode ser visualizado na Figura 21.
2
Figura 21 - Oedômetro
A coleta das amostras foi realizada com auxílio de ferramentas como
enxada ou espátula, para limpeza superficial do solo retirando-se materiais que
pudessem comprometer sua qualidade e para retirada do excesso de material
nas bordas do anel, conforme verificado na Figura 22.
Figura 22 - Amostra indeformada do solo.
Após a coletada, as amostras foram acondicionadas em cápsulas de
metal para que fossem mantidas as suas propriedades físico/químicas e,
3
posteriormente, pesadas. Os equipamentos podem ser visualizados na
Figura 23.
Figura 23 - Cápsula de metal, anel volumétrico e balança de precisão.
3.3 MÉTODOS
3.3.1 Ensaios in Situ
Nestes ensaios, procurou-se evidenciar a influência do tráfego
excessivo de máquinas no processo de compactação com a passagem do
trator sob um mesmo trilho. O momento da passagem pode ser visualizado na
Figura 24.
3
Figura 24 - Momento de simulação da compactação causada pelo tráfego.
Passou-se com o trator uma vez sob o trilho e, em seguida, foi
efetuada uma coleta em pontos ao longo do trilho do rodado do trator. Esta
ação repetiu-se com cinco e dez passadas do trator. Os detalhes do trilho
podem ser observados na Figura 25.
Para cada carga aplicada obedeceu-se um período de 30 segundos de
compactação e um minuto de relaxamento. Os valores inicial e de incremento
são aproximados, pois o manômetro disponível é utilizado para verificar o
incremento do valor da pressão entre as cargas. Os valores reais de força
aplicada pela placa de compactação são registrados pelo Datalogger.
Os dados adquiridos são transferidos a um microcomputador pessoal,
por meio de um software próprio (PC208w®), pela interface serial de
comunicação para análise posterior. Os dados são gravados em um arquivo
com extensão .dat, em que as colunas de valores são separadas por vírgulas
e o ponto é utilizado como separador de decimal.
3
Figura 25 - Trilho compactado pela passagem do trator.
3.3.1.1 Equação de ajuste dos dados
Na realização de ensaios com o penetrômetro de placa, face à
resistência do solo à penetração da placa de compactação, verifica-se uma
tendência de levantamento da parte traseira do trator.
Com esse levantamento o cilindro continua a se expandir, como se
estivesse penetrando no solo e o sensor de deslocamento continua
monitorando e enviando as leituras ao Datalogger. No entanto, esses dados
não representam o verdadeiro deslocamento da placa de compactação no
interior do solo, sendo necessária a sua correção com uma equação de ajuste
dos dados, eliminando os valores correspondentes à deflexão dos pneus.
Para obtenção da equação de ajuste foram realizados ensaios em uma
superfície de concreto, que não permitia a sua deformação pela placa de
compactação. Dessa forma, qualquer deformação obtida com o mecanismo de
aquisição de dados representaria a deflexão dos pneus. A Figura 26 ilustra o
comportamento dos dados obtidos.
3
y = 0,0302x - 1,9555
R
2
= 0,8991
0
5
10
15
20
25
30
35
0 200 400 600 800 1000
pressão vertical
deflexão do pneu, mm
Dados Linear (Dados)
Figura 26 - Comportamento da deflexão dos pneus.
Aos dados obtidos adicionou-se uma linha de tendência linear, que
fornece a equação do comportamento dos dados em função da pressão vertical
aplicada (σ), sendo:
(2)
Dessa forma, pode-se conhecer o valor da deflexão dos pneus (mm),
substituindo-se o valor da força (σ) aplicada (kPa).
Para plotagem dos dados com a inserção de uma linha de tendência
utilizou-se o software Microsoft© Excel©.
3.3.1.2 Mecanismo para filtragem de dados
O algoritmo para filtragem de dados é responsável pela redução dos
pares de dados pela determinação dos parâmetros a seguir:
pressão média;
maior deformação;
menor deformação;
diferença entre a maior e menor deformação;
correção com base na reflexão dos pneus durante o ensaio;
9555,10302,0
−=
σ
y
3
subtração da correção na diferença entre as deformações;
somatório do valor proveniente da subtração, entre as diferentes pressões
aplicadas no ensaio.
Dessa forma, todos os dados obtidos em uma carga do ensaio de
compressão serão reduzidos a apenas um ponto no gráfico final. Observa-se
que a aplicação cargas com um aumento planejado, resultará em uma maior
proximidade, bem como uma maior quantidade de pontos na curva.
3.3.2 Determinação da reta virgem e de compressão secundária
Na ausência da adoção de um método analítico, as retas virgem e de
compressão secundária são determinadas visualmente pelo usuário, que
seleciona os pontos extremos e o sistema plota o gráfico correspondente, tanto
para a reta virgem, como para a reta de compressão secundária.
Ao selecionar os pontos, o sistema considera os pontos contidos no
intervalo e utiliza regressão linear simples, com base no procedimento de
mínimos quadrados para melhor representar o comportamento dos dados
obtidos nos ensaios.
Segundo COSTA NETO (1977), na regressão linear o primeiro passo
consiste na determinação dos parâmetros S
xy
e S
xx
,
correspondentes aos
desvios-padrão das variáveis X e Y na amostra:
(3)
(4)
Aplicando-se esses parâmetros às equações (5) e (6), pode-se
conhecer os valores dos coeficientes a e b da reta (y = a + bx) a ser plotada.
(5)
n
yx
yxS
n
i
n
i
i
n
i
iixy
∑ ∑
∑
= =
=
⋅
−=
1 1
1
1
∑
∑
=
=
−=
n
i
n
i
i
ixx
n
x
xS
1
2
1
2
)(
xx
xy
S
S
b
=
3
(6)
Apesar de se aproximar do método de CASAGRANDE (1936), o ponto
de pré-consolidação é estimado no encontro dessas duas retas,
automaticamente pelo software.
3.3.3 Ensaios em laboratório
Foram coletadas amostras indeformadas do solo, para compressão no
oedômetro, ao longo do trilho compactado pela passagem do trator em pontos
aleatórios (Figura 25). Foram coletadas amostras sem passada do trator, uma
passada e com cinco passadas.
Antes dos ensaios uniaxiais, as amostras coletadas no campo são
pesadas com o auxílio de uma balança e, em seguida, são acondicionadas
uma a uma, no interior da câmara de compressão do oedômetro e submetidas
a diferentes pressões sucessivas, previamente determinadas (150, 200, 300,
400, 500, 600 e 700 kPa). As pressões ocorrerão durante um período de
um minuto com um intervalo de 2 minutos de relaxamento.
A pressão é visualizada pelo manômetro e a deformação é
apresentada no visor digital. Os valores são anotados manualmente para
posterior análise. Após a compressão, as amostras são levadas a uma estufa
por um período de 24 horas. Após esse período seu peso seco é obtido para
determinação do teor de água do solo, parâmetro básico para a determinação
do índice estrutural do solo.
3.4 TECNOLOGIA EMPREGADA
O sistema foi desenvolvido utilizando-se recursos recentes que tendem
a facilitar tanto o desenvolvimento por parte do programador com um ambiente
mais organizado quanto a alimentação de dados por parte do usuário, que
xbya
−=
3
desfruta de recursos de fácil assimilação e uso. No que se refere às técnicas,
foram utilizadas metodologias em ascensão tanto no meio acadêmico como
profissional, como a Metodologia Orientada a Objetos e 3Tier.
O projeto do sistema, com diagramas de caso de uso, de classe e
diagramas de seqüência, é especificado nos Apêndices A, C e D,
respectivamente. A descrição dos casos de uso é detalhada no Apêndice B.
3.4.1 Especificação do Banco de Dados
Um banco de dados é um conjunto de informações com uma estrutura
regular, normalmente, mas não necessariamente, armazenado em algum
formato de máquina lido pelo computador. Há uma grande variedade de
bancos de dados, desde simples tabelas armazenadas em um único arquivo
até gigantescos bancos de dados com muitos milhões de registros.
Em sistemas computacionais, bases de dados são gerenciadas por um
sistema de gestão de bancos de dados - SGBD. A apresentação dos dados
pode ser semelhante à de uma planilha eletrônica, porém os sistemas de
gestão de banco de dados possuem características especiais para
armazenamento, classificação e recuperação dos dados.
A utilização do modelo 3Tier ou 3 Camadas com uma classe de
negócio contendo todas as instruções diretamente relacionadas ao banco,
permite uma rápida alteração no modelo de armazenamento atual. Assim, em
uma hipotética e eventual necessidade de mudança o sistema poderia ser
adaptado facilmente a um outro banco de dados.
De acordo com a enciclopédia digital WIKIPÉDIA (2006), a persistência
de dados pode ser definida, como o armazenamento “eterno” de dados, i.e.,
enquanto o dispositivo físico de armazenamento dure. Dessa forma, pode-se
realizar a persistência pelos dados na memória, em arquivos ou sob o controle
de um banco de dados, opção selecionada frente à capacidade de
armazenamento de dados e facilidade na realização de operações com os
dados armazenados.
3
Para a persistência dos dados de aplicação utilizou-se o Firebird,
versão 1.5, versão open-source e livre do Interbase®. A escolha se deve ao
fato de que essa ferramenta possui uma alta integração com as demais
escolhidas e por não acarretar mais despesas com licenças.
Quanto à funcionalidade, ele atende a todas as características
solicitadas, não comprometendo em nenhum momento a segurança do
sistema. Um dos grandes diferenciais frente aos outros SGBDs é o uso da
tecnologia MGA ou Versioning, para gerenciamento de concorrência.
Utiliza-se do padrão ANSI SQL-92 para prover a manipulação dos
bancos de dados e algumas funções que complementam tal padrão e a
possibilidade de customização.
3.4.2 Especificação de Ferramentas de Desenvolvimento
3.4.2.1 Sybase© Powerdesigner©
Na modelagem do sistema com a criação do banco de dados e na
construção dos diagramas de classe, de seqüência e casos de uso, utilizou-se
o Sybase© Powerdesigner©, versão 10, por ser uma ferramenta integrada ao
tipo banco de dados escolhido e que permite a rápida criação do design obtido
e concentra todos os diagramas – nos padrões da UML, o que proporciona
uma rápida visão do sistema, facilitando ao programador a busca dos recursos
necessários.
Dentre as ferramentas existentes, apresentou desempenho satisfatório
na sincronia entre os modelos conceitual e lógico e faz tanto projeto quanto
engenharia reversa. Além disso, suporta tecnologias mais recentes em
desenvolvimento de aplicações, impulsionando às empresas na direção de
padronizações, qualidade e certificações como a Capability Maturity
Model - CMM.
3
3.4.2.2 IBExpert
Para a manutenção do banco de dados – criação de consultas em SQL
e gerenciamento dos dados ali armazenados – utilizou-se o IBExpert, versão
2.5.0.49, distribuído pela HK-Software.
Algumas características desse programa é de que suporta bancos de
dados Interbase, versões 4, 5, 6 e 7 e Firebird. Possui gerenciamento de
direitos e usuários (Grant e User Manager). Permite a modelagem de dados
com um assistente para criação de objetos.
O seu editor possui hiperlinks para todos os objetos do banco de dados
(tabelas, triggers, procedures, domains), além de apresentar o recurso code
insight ou code completion. Permite análise de performance de querys por meio
de gráficos. Possui um construtor visual para querys, bastando arrastar com o
mouse as tabelas desejadas e selecionando os campos a serem usados. Gera
a documentação do banco de dados. Trabalha com mais de um banco ao
mesmo tempo e exporta os dados para Excel©, RTF (Word©), HTML, CSV,
SYLK, DIF, TXT, LaTeX, XML.
3.4.2.3 Borland© Delphi©
A implementação do sistema foi realizada com o Borland© Delphi©,
versão 3 Standard, face à facilidade de desenvolvimento de aplicativos e contar
com uma ampla documentação disponível.
O Delphi© é um ambiente de desenvolvimento de aplicações que
permite o desenvolvimento de poderosas aplicações baseadas no Microsoft©
Windows© com o mínimo de codificação. Oferece ainda, ferramentas de
desenvolvimento, tais como templates de aplicações e forms, que permitem
criar e testar rapidamente o protótipo de suas aplicações. Além de permitir a
personalização do seu ambiente de trabalho, pode-se fazer a construção visual
da interface por uma IDE, que permite a criação pela seleção de componentes
da paleta.
O ambiente de desenvolvimento possibilita o uso de herança de
formulários, em que os formulários ancestrais fazem uma grande parte do
3
trabalho em comum para os demais formulários, evitando, assim, uma maior
redundância de código, além de permitir, dessa a forma, a padronização de
telas e a seqüência em determinadas ações.
Apresenta ainda, a linguagem padrão Object Pascal e possibilita a
utilização da metodologia orientada a objetos, cuja principal vantagem é a
reutilização de código.
A versão 3 Standard do Delphi© , no entanto, não conta com nenhum
componente de conexão nativa para o banco de dados selecionado, sendo
voltada inicialmente para aplicativos com base de dados via ODBC.
A instalação do componente open-source Zeos, disponível em
http://sourceforge.net/projects/zeoslib, permitiu a integração entre o ambiente
de desenvolvimento e o banco de dados Firebird. Desenvolvido para todos os
sistemas operacionais das famílias Windows©, POSIX e Linux, o componente
está publicado sob as licenças GNU General Public License e GNU Library ou
Lesser General Public License (LGPL).
Figura 27 - Alguns componentes do Zeos na paleta de componentes do
Delphi©.
Seus componentes (Figura 27) permitem que a base de dados seja
acessada diretamente no ambiente de desenvolvimento, agilizando assim o
desenvolvimento da aplicação e auxiliando na utilização das metodologias de
desenvolvimento adotadas.
Para a emissão de relatórios em modo texto utilizou-se o componente
FreeReport da Fast Reports Inc., publicado sob licença GNU Library e General
Public License, conforme documento disponibilizado em
http://fast-report.com/en/products/free-report-license.html.
O ambiente de desenvolvimento Delphi© 3 Standard apresenta
deficiências quanto a componentes para a emissão de relatórios em modo
gráfico, não apresentando nenhum componente nativo para essa
4
funcionalidade. Essas dificuldades foram superadas com a instalação do
componente TeeChart Pro, versão 5.02, em sua versão trial, pois toda a
funcionalidade dos recursos oferecidos é mantida, mesmo que uma mensagem
seja mostrada uma vez ao usuário, a cada vez que ele acessar a interface de
plotagem dos gráficos (Figura 28).
Figura 28 - Mensagem de aviso de licença.
3.4.3 Especificação de Metodologias
3.4.3.1 Orientação a objetos
A metodologia orientada a objetos ou programação orientada a objetos
(POO) é relativamente nova. Seu surgimento data da década de 70 e seu
verdadeiro sucesso na década de 90, gerando muitas reações, tanto positivas
quanto negativas, mas acabou se tornando uma nova metodologia de
desenvolvimento de softwares, aumentando a produtividade por uma maior
expansibilidade e pela reutilização de código, sua grande vantagem.
Segundo NORTON (1996), a POO consiste no encapsulamento das
informações junto com as instruções sobre como manipulá-las. Esse
agrupamento cria módulos independentes que podem ser usados várias e
várias vezes, permitindo uma comunicação muito maior entre os programas e
ainda que os programas sejam usados pelos outros, explica.
4
A orientação a objetos permite modelar de forma mais natural o mundo
real, pois as estruturas de dados são vistas como objetos, ou seja, têm
características e funções. A POO baseia-se nos conceitos de classes, objeto,
encapsulamento, polimorfismo e herança.
a) Classe: são moldes com os quais se criam objetos;
b) Objeto: abstração que agrupa características e comportamentos;
c) Polimorfismo: capacidade de tratar objetos de diferentes tipos de
uma mesma maneira, desde que eles tenham um ancestral em comum;
d) Herança: propriedade que permite que uma nova classe seja
descrita a partir de outra classe já existente (Reutilização). Um exemplo de
herança pode ser verificado no diagrama da Figura 29, onde a partir de uma
classe: veículo, pode-se gerar outras classes contendo as mesmas
características da classe-mãe.
Figura 29 - Construindo classes através de herança.
Conforme RUMBAUGH (1994), o desenvolvimento baseado em objetos
é um processo conceitual independente de uma linguagem de programação até
as etapas finais, Mesmo como uma ferramenta de programação, pode ter
diversos alvos, incluindo linguagens convencionais de programação, bancos de
dados e linguagens orientadas para objetos.
Veículo
Carro Motocicleta Caminhão
Carro de
passeio
Utilitário
Caminhão de
sorvete
Caminhão
guincho
4
3.4.3.2 3Tier
A utilização da metodologia 3Tier ou 3 Camadas prevê uma divisão
bem definida da aplicação em 3 partes definidas: interface, regras de negócio e
banco dos dados. Essa divisão pode ser observada na Figura 30.
O desenvolvimento de aplicações no modelo atual, com a ligação de
componentes visuais, com campos de uma tabela no banco de dados pode
representar uma facilidade momentânea no desenvolvimento de pequenas
aplicações, mas conforme MOURÃO (2006), esse tipo de abordagem ocasiona
sérios problemas com manutenção, performance, replicação de regras e
distribuição.
Figura 30 - Exemplo para uma aplicação em três camadas.
Dessa forma, com a distinção entre as camadas de desenvolvimento,
tem-se um aumento na facilidade de manutenção quando comparada à
metodologia tradicional de desenvolvimento. A utilização do modelo 3Tier torna
menor o impacto de migração de banco de dados ou de linguagem de
desenvolvimento, pois o código não terá que ser totalmente re-escrito, mas
re-adequado à nova sintaxe da linguagem escolhida.
4
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1 XPRESS – SOFTWARE
A tela apresentada na Figura 31 corresponde à interface inicial do
software desenvolvido, com os comandos necessários para acesso aos
módulos responsáveis pelo processamento dos dados provenientes dos
ensaios de compactação. Para a execução do programa é necessário um
microcomputador equipado com um sistema operacional Windows© da
Microsoft© e o gerenciador de banco de dados Firebird.
Figura 31 - Tela inicial do programa.
4
Como requisitos mínimos de hardware são necessários um
microcomputador equipado com um processador da família Pentium com um
clock de 400Mhz, 64Mb RAM e a existência de interfaces para transferência de
arquivos, como uma unidade de disquete ou CD-ROM. A alteração dessa
configuração influenciará na velocidade de processamento dos dados
armazenados no banco.
Os comandos para realização das operações são disponibilizados nas
interfaces de maneira simplificada, evitando-se comandos desnecessários que
pudessem poluir a interface, prejudicando a operacionabilidade do recurso
acessado. O layout de desenvolvimento obedeceu ao padrão de aplicativos
desenvolvidos em ambiente Windows©, não exigindo uma maior familiarização
do operador com o sistema.
Nos dois módulos desenvolvidos (1) para o processamento dos dados
de ensaios in situ e (2) para processamento dos dados de ensaios de
compressão uniaxial, o software demonstrou ser uma ferramenta ágil e precisa
na filtragem de dados e determinação das curvas de compactação do solo. Os
capítulos a seguir tratarão de cada módulo específico.
4.1.1 Módulo para Ensaios in Situ
O módulo para a leitura do arquivo de dados solicita informações como
a localização do arquivo, data e local de realização do experimento. Para seu
processamento, o arquivo deve estar em um dos dois formatos suportados,
demonstrados nas Figuras 32 e 33.
4
Figura 32 - Ex. de arquivo tabulado.
Figura 33 - Ex. de arquivo original.
A interface projetada para a leitura do arquivo de dados, visualizada na
Figura 34, permite a leitura em dois formatos: o primeiro (Figura 32) com dados
estruturados de maneira que tabulações sejam utilizadas para separação de
campo e a vírgula como separador de decimal. O segundo (Figura 33) consiste
no formato original do arquivo importado do mecanismo de aquisição de dados,
usando o caractere ponto como separador de decimais e a vírgula como
separador de campo. Ambos os arquivos, no entanto, devem conter 4 colunas
4
de dados. Os valores de força estão localizados na segunda coluna, os valores
de deformação na terceira e os valores da flag de controle na quarta coluna. Os
demais valores localizados em outras partes do arquivo não serão lidos. Caso,
no arquivo original, esses dados se encontrem em posições não suportadas
pelo programa, a alteração da posição pode ser feita com auxílio de uma
planilha eletrônica.
Figura 34 - Interface de leitura do arquivo de dados.
A quarta coluna, contendo a flag de controle é destinada ao controle do
número de tratamentos em um ensaio. Usualmente na utilização no sistema de
aquisição de dados cr510 esta flag é reiniciada com o desligamento do
equipamento e utilização do novo tratamento. Outros sistemas de aquisição de
dados podem utilizar tags seqüenciais. É necessário que o usuário informe a
quantidade de tratamentos multiplicada pelo número de repetições, indicando
as flags de início e fim de cada tratamento. Esse procedimento permite a
construção de uma grade para informação do número de passadas e de
repetição, antes do momento da inclusão dos dados na base do sistema.
A utilização de arquivos tabulados torna-se interessante à medida que
não estejam mais disponíveis os arquivos originais, estando os dados já
4
transferidos para um aplicativo de planilha eletrônica, como o Microsoft©
Excel©, para sua manipulação.
O usuário deverá informar os campos requeridos e selecionar as
características do arquivo a ser analisado. Depois de informados os campos
necessários deve-se chamar o procedimento de verificação da integridade do
arquivo, clicando-se no botão Primeiro passo. O sucesso do procedimento
permite a continuidade do processo com a inclusão dos registros na base de
dados do sistema, utilizando-se a mesma tela, mas clicando na aba Inclusão,
conforme ilustra a Figura 35.
Figura 35 - Identificação de parâmetros relacionados ao experimento.
Na tela representada pela Figura 35 são informados outros parâmetros
relacionados ao experimento, como o número de passadas do trator, número
da repetição e o valor da área da placa para cada cenário identificado pelo
sistema. Cada cenário corresponde a um tratamento adotado, com um número
específico de passadas do trator e uma determinada repetição, onde se
realizou a aplicação de cargas com a placa durante um determinado período de
tempo.
4
Apesar da existência do campo solicitando a informação do tamanho
da placa, o software está restrito a utilização de dados provenientes de ensaios
com uma placa de 200,9 cm². A utilização de outros modelos de placas requer
a determinação da curva de ajuste do levantamento do trator. No entanto, o
campo “tamanho da placa” já foi inserido no banco não necessitando
alterações na base de dados por ocasião de um upgrade no código.
No caso do acionamento acidental do pistão ou no comprometimento
de grande parte de dados, pode não ser interessante a inserção destes
registros, pois eles poderão não representar as características do solo
ensaiado. A seleção dos cenários (tratamentos) válidos ou não pode ser feita
antes da inclusão efetiva, ao se pressionar o botão Quarto passo, presente na
interface. A inclusão dos registros no banco de dados permite a sua consulta
posterior a qualquer momento fornecendo elementos para comparação com
outros experimentos.
Após a inclusão dos dados pode-se reduzir a sua quantidade usando o
mecanismo de filtragem presente neste trabalho, para permitir a construção
das curvas de compressão do solo. O módulo de filtragem dos dados é
visualizado na Figura 36.
Figura 36 - Interface para o mecanismo de filtragem dos dados.
Ao usuário basta a seleção do experimento desejado e pressionar o
botão Carregar para listar o resultado obtido com o mecanismo de filtragem. O
grid presente na interface apresentará então, um valor a cada ciclo de pressão
4
efetuado no ensaio, o qual se tornará um ponto na curva de compressão do
solo. Conforme o algoritmo de filtragem adotado, cada carga aplicada durante
um período de aproximadamente 30 segundos (aproximadamente 120 pares
de dados) representa apenas uma linha nesta tabela e, conseqüentemente, um
ponto no gráfico.
Figura 37 - Interface filtragem fina.
Os dados obtidos podem ser impressos em um relatório texto ou
exportados para o aplicativo Microsoft© Excel©. Se a apresentação dos dados
para algum determinado ciclo ainda contemplar algum erro oriundo de falha na
aquisição, o sistema dispõe de uma interface específica, como ilustra a
Figura 37. Os erros discutidos referem-se a falhas na leitura dos reais valores
produzidos pelos sensores (responsáveis pela medição da força ou
deformação), apresentando valores exorbitantes com números muito
superiores aos verificados no comportamento dos dados em um experimento.
Na ausência de um melhor estimador para o real valor desse dado não
5
adquirido adequadamente, o usuário poderá fazer sua remoção, para que os
demais dados referentes ao tratamento são sejam comprometidos.
A interface da Figura 37 exibe todos os dados específicos de um ciclo,
após a aplicação do mecanismo de filtragem. Ela pode ser acessada com um
duplo click sobre a linha do ciclo desejado, na Figura 36. Se a falha estiver
relacionada somente a um registro pode-se selecioná-lo individualmente ou
então estabelecer um limite e excluir os valores inapropriados, não
comprometendo assim os demais ciclos e conseqüentemente o experimento.
Pelos dados padronizados e filtrados pode-se realizar a construção das
curvas de compressão do solo, utilizando-se da mesma interface apresentada
na Figura 38, mas clicando na guia Visualização do gráfico.
Figura 38 - Interface para construção das curvas.
Na interface voltada à construção das curvas de compressão do solo, o
usuário tem a sua disposição todos os cenários (tratamentos) cadastrados para
o experimento selecionado no ato da filtragem. Para a plotagem da curva
desejada basta um duplo click sob o cenário correspondente que a curva será
determinada graficamente.
No gráfico da Figura 38, observa-se o comportamento do solo para a
primeira repetição, com uma passada do trator.
Os gráficos obtidos podem ter os rótulos de seus eixos x ou y
personalizados, assim como o título. As imagens podem ser salvas para o
formato BMP (Imagem de Bitmap) ou copiadas para a Área de transferência e
5
transferidas diretamente para um editor de textos, por exemplo, sem a
necessidade da utilização de outro aplicativo para manipulação de imagens.
Encontram-se disponíveis, ainda, opções para personalização do
gráfico, tais como alteração da cor ou tipo do ponteiro, bem como cor de fundo
da região de plotagem. A interface permite ainda a sobreposição de cenários
permitindo a comparação entre os diferentes níveis de tratamento, conforme a
Figura 39.
Observa-se ainda, a existência de três modos de operação nesta tela.
O primeiro corresponde à construção e visualização das curvas de
compressão; o segundo modo permite a remoção de algum ponto específico da
curva final, através da seleção desse modo e de um click sobre o ponto
desejado.
Figura 39 - Modo de visualização, com destaque para a sobreposição de
cenários.
No gráfico da Figura 39, observa-se a sobreposição de curvas de
compressão para diferentes tratamentos (uma, cinco e dez passadas do trator).
Verifica-se que a deformação do solo tende a diminuir com o aumento do
tráfego e que os valores para cinco e dez passadas encontram-se próximos, o
que pode indicar que o solo se encontra próximo de seu estado de
pré-consolidação.
5
O terceiro modo desta interface é destinado à estimação do ponto de
pré-consolidação do solo pela determinação visual das curvas virgem e de
compressão secundária (Figura 40).
No modo de estimação do ponto de pré-consolidação, o usuário pode
realizar a análise de um cenário por vez, não podendo sobrepor os
tratamentos.
Figura 40 - Determinação do ponto de pré-consolidação.
É importante ressaltar que o valor obtido para o ponto de
pré-consolidação está condicionado à seleção do intervalo para construção das
retas. Incluindo-se um novo valor neste intervalo, o valor de pré-consolidação
do solo irá apresentar alterações.
4.1.2 Módulo para Ensaios Laboratoriais
Para o processamento dos dados obtidos em ensaios laboratoriais são
disponibilizadas as interfaces visualizadas nas Figuras 41, 42 e 43. A Figura 41
corresponde ao módulo para cadastro dos experimentos e suas respectivas
amostras, ensaiadas no oedômetro.
5
Figura 41 - Cadastro de experimentos e amostras oedométricos.
Caso o experimento já esteja cadastrado, basta selecioná-lo na grade
correspondente. havendo amostras relacionadas a esse experimento, elas
serão listadas na grade inferior, do contrário, o cadastro poderá ser efetuado
facilmente, informando-se os dados como identificação da amostra, pressão
usada, deformações máxima e final.
Ao cadastrar a primeira carga a qual a amostra foi submetida, o usuário
deverá informar também, os pesos da amostra. Nas cargas seguintes, o
sistema recupera os valores no banco, não sendo necessária uma nova
digitação por parte do usuário.
Depois de ensaiadas, o sistema possibilita a construção da curva de
compressão usando dois parâmetros diferentes. O primeiro, visualizado na
Figura 42, realiza a construção da curva usando o logaritmo da pressão (kPa)
versus a deformação máxima (mm) obtida.
5
Figura 42 - Interface para determinação da curva de compressão, usando a
deformação máxima.
O segundo modelo de curva de compressão implantado no sistema
consiste na plotagem do gráfico, usando o logaritmo da pressão (kPa) versus o
índice de vazios (%, v/v). Sua interface correspondente pode ser visualizada na
Figura 43. O sistema limita-se ao cadastro do índice de vazios que deverá ser
obtido, usando mecanismos não abordados no software. No entanto, a cada
valor cadastrado, os valores da curva são atualizados demonstrando o
comportamento do solo.
As duas interfaces (Figuras 42 e 43) apresentam princípios de
funcionalidade semelhantes. Para a plotagem das curvas basta a seleção da
amostra e um click no botão Adicionar. O sistema permite a plotagem
simultânea de até 3 amostras.
Os gráficos obtidos podem ser salvos no formato BMP (Imagem de
Bitmap) ou copiados para utilização em um editor de textos, utilizando-se para
isso, os botões na barra de ferramentas.
5
Figura 43 - Interface para determinação da curva de compressão do solo,
usando o índice de vazios.
4.2 ENSAIOS DE COMPRESSÃO
4.2.1 Ensaios in Situ
As curvas de compressão (sem a utilização do software) para os
ensaios in situ podem ser observadas na Figura 44 - uma passada do trator,
Figura 45 - Cinco passadas do trator e Figura 46 - dez passadas do trator.
5
Uma passada (1ª repetição)
0
100
200
300
400
500
100 1000
log[Pressão, kPa]
Deformação, mm
Uma passada (2ª repetição)
0
100
200
300
400
500
100 1000
log[Pressão, kPa]
Deformação, mm
Figura 44 - Curvas de compressão para uma passada do trator.
As curvas das Figuras 44, 45 e 46 foram obtidas com dados
provenientes do arquivo de dados sem nenhuma redução nos pares de dados,
havendo somente a transformação da força (N) para pressão (kPa). Verifica-se
que as deformações iniciais obtidas possuem valores próximos a 20 cm. Essa
deformação deve-se ao fato de ser considerada a altura do equipamento em
relação ao solo, no instante do acionamento.
Cinco passadas (1ª repetição)
0
100
200
300
400
500
100 1000
log[Pressão, kPa]
Deformação, mm
Cinco passadas (2ª repetição)
0
100
200
300
400
500
100 1000
log[Pressão, kPa]
Deformação, mm
Figura 45 - Comportamento do solo para cinco passadas do trator.
Observa-se que para as duas repetições com uma passada do trator e
para a primeira repetição com cinco passadas, as deformações máximas foram
obtidas com pressões próximas a 900 kPa, enquanto que para a segunda
repetição de cinco passadas e para as curvas de dez passadas o solo suportou
pressões superiores a 1000 kPa, face seu alto grau de compactação.
5
Dez passadas (1ª repetição)
0
100
200
300
400
500
100 1000
log[Pressão, kPa]
Deformação, mm
Dez passadas (2ª repetição)
0
100
200
300
400
500
100 1000
log[Pressão, kPa]
Deformação, mm
Figura 46 - Curvas de compressão para dez passadas do trator.
Após a análise dos dados com auxílio do software desenvolvido,
podem ser obtidas curvas que refletem o comportamento do solo com a
aplicação de cargas, fazendo-se que as curvas tendam para deformação zero
com pressão zero (Figuras 47,48 e 49).
Figura 47 - Curvas para uma passada produzidas pelo software.
Com o processamento realizado pelo software são eliminados os
valores obtidos com a altura do equipamento e com a deflexão dos pneus,
como pode-se verificar na Figura 47, para uma passada do trator.
5
Figura 48 - Curvas para cinco passadas produzidas pelo software.
Pode-se observar pelas curvas de cinco passadas – especialmente a
segunda repetição – e de dez passadas, Figuras 48 e 49, respectivamente, que
as deformações obtidas são próximas, indicando que o solo não apresenta
mais capacidade de deformação, obtida com valores inferiores a 20 cm.
Figura 49 - Curvas para dez passadas do trator, produzidas pelo software.
Os valores para o ponto de pré-consolidação estimados pelo software
para uma passada podem ser observados na Figura 50, com um valor médio
de 489 kPa.
5
Figura 50 - Ponto de pré-consolidação para uma passada do trator
Para cinco passadas do trator esse valor médio foi de 526 kPa e pode
ser observado na Figura 51.
Figura 51 - Ponto de pré-consolidação para cinco passadas do trator.
Para dez passadas do trator o valor médio obtido do ponto de
pré-consolidação foi de 548 kPa, visualizado na Figura 52.
6
Figura 52 - Ponto de pré-consolidação para dez passadas do trator.
4.2.2 Ensaios em Laboratório
Para o ensaio sem passadas o índice de vazios estruturais se
comportou inversamente proporcional ao logaritmo da pressão (Figura 53).
Para as pressões de 150 a 700 kPa, os índices de vazios estruturais máximos
obtidos no ensaio sem passadas corresponderam, respectivamente a 1,0%
e 0,35%.
Figura 53 - Comportamento do índice estrutural (Sem passadas do trator) em
função da pressão, para três amostras.
6
Figura 54 - Comportamento do índice estrutural (Uma passada do trator) em
função da pressão, para três amostras.
No ensaio com uma passada apresentado na Figura 54, para as
pressões correspondentes de 150 a 700 kPa, os índices de vazios
corresponderam a 0,40% e 0,25%, enquanto que no ensaio com cinco
passadas, esses índices corresponderam a 0,30% e 0,05%, conforme a
Figura 55.
Figura 55 - Comportamento do índice estrutural (Cinco passadas do trator)
em função da pressão, para três amostras.
6
Em todos os casos verificou-se que o índice de vazios estrutural do
solo diminui com o aumento do número de passadas do trator. Os resultados
mostram pequena redução com o aumento da carga aplicada no ensaio com
uma e cinco passadas.
Os dados da Tabela 1 comprovam as diferenças obtidas pelas curvas
de compressão, pelos resultados de densidade do solo, mostrando que a
densidade aumentou com o número de passadas do trator e que o teor de
água também é pertinente no fenômeno da compactação do solo. As curvas de
compressão permitem verificar que o solo em estudo apresentou um histórico
de compactação, pois o aumento do número de passadas do trator resultou em
uma diminuição cada vez menor do índice de vazios estrutural, indicando a
quase consolidação do solo amostrado neste experimento.
Tabela 1 - Características do solo ensaiado em laboratório
AMOSTRA DENSIDADE DO SOLO (g.cm
-
³) UMIDADE
Testemunha 28 0,98 29%
15 0,93 32%
01 1,02 32%
01 passada 06 1,20 28%
30 1,18 30%
23 1,17 32%
05 passadas 09 1,24 31%
25 1,33 31%
08 1,23 28%
Nas curvas de compressão do solo, utilizando-se a deformação obtida
(mm) versus pressão (kPa), pode-se verificar que as deformações apresentam
diminuição com o aumento do número de passadas do trator.
O gráfico da Figura 56 apresenta o comportamento do solo sem
passada do trator. Observa-se uma deformação máxima de, aproximadamente,
2 cm, indicativo da grande capacidade de compactação apresentada pelas
amostras ensaiadas. Neste ensaio foi observado ainda que o solo, nesse
estado, apresentou um grande relaxamento, com deformações finais
aproximadas de 1,4 cm.
6
Figura 56 - Gráfico pressão versus deformação, sem passada do trator.
As curvas obtidas com uma e cinco passadas do trator
(Figuras 57 e 58, respectivamente) apresentam valores mais próximos,
contrastantes aos do ensaio realizado com amostras sem passadas do trator.
Figura 57 - Gráfico pressão versus deformação, com uma passada do
trator.
6
As deformações máximas obtidas para uma passada do trator foram de
6 mm (Figura 57), enquanto que com cinco passadas do trator, obtiveram-se
deformações máximas um pouco superiores a 4 mm (Figura 58).
Figura 58 - Gráfico pressão versus deformação, com cinco passadas do
trator.
6
5 CONCLUSÕES
Pelos resultados obtidos, com o desenvolvimento desse sistema de
informação (xPress) e a realização dos ensaios in situ e em laboratório,
conclui-se que:
• A análise das curvas geradas pelo sistema permite ao produtor
verificar o comportamento do solo face o tráfego de máquinas,
fornecendo elementos para o dimensionamento da maquinaria, de
modo a amenizar os efeitos da compactação.
• As retas virgem e de compressão secundária podem ser
determinadas utilizando-se a regressão linear com base na técnica
dos mínimos quadrados, permitindo a obtenção do ponto de
pré-consolidação de modo similar ao método de CASAGRANDE
(1936).
• A grande quantidade de dados obtida nos ensaios de compactação
submetida à execução do mecanismo de redução dos pares de
dados fornece elementos satisfatórios para construção das curvas
de compressão do solo, demonstrando o real comportamento do
solo para cada carga aplicada.
• O programa promove a rapidez na separação do arquivo de dados
de ensaios, permitindo identificação dos tratamentos e suas
repetições.
• As informações relativas aos ensaios armazenadas no programa
podem ser facilmente recuperadas garantindo agilidade e precisão
na determinação das curvas de compressão do solo e estimação do
ponto de pré-consolidação.
6
REFERÊNCIAS
ALEXANDROU, A.; EARL, R. In situ determination of the pre-compaction stress
of a soil. Journal of Agricultural Engineering Research, Bedford – UK, v. 61,
p. 67-72, 1995.
ARAUJO, A. G.; SARAIVA, A. M. Fuzzy modeling of soil compaction due to
agricultural machine traffic. In: CONFERENCE EFITA 2003, Debrecen,
Hungary. Anais…, Debrecen, Hungary, [s.n.], 2003, p. 97-102.
ASSOCIAÇÃO PARA A PROMOÇÃO E DESENVOLVIMENTO DA
SOCIEDADE DA INFORMAÇÃO SISTEMAS DE INFORMAÇÃO - APDSI. In:
Glossário da sociedade de informação. Portugal: APDSI, 2005. Disponível
em: <http://purl.pt/426/1/>. Acesso em: 21 jan. 2006.
BARATA. F. E. Propriedades mecânicas dos solos. In: ___. Uma introdução
ao projeto de fundações. São Paulo: Livros Técnicos e Científicos. 1985,
p. 1-12.
BEKKER, M. G. Off-the-road Locomation. Ann Arbor: University of Michigan
Press, 1960.
BERNSTEIN, R. Probleme zur experimentellen motorpflugmechanik.
(Problems experienced with an experimental self-propelled plough). Der
Motorwagen, 1913.
BEZERRA, C. A. Projeto de sistemas de informação baseado em
qualidade: uma abordagem voltada à pequena empresa. 2001. Dissertação
(Mestrado em Engenharia de Produção e Sistemas) – Universidade Federal de
Santa Catarina, Florianópolis, 2001.
BREDA, C. A. Desenvolvimento de um penetrômetro de placa de aço e
avaliação em campo da compactação do solo. 2003. 53 f. Dissertação
(Mestrado em Engenharia Agrícola) – Centro de Ciências Exatas e
Tecnológicas, Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, 2003.
CAMARGO, M. N.; KLAMT, E.; KAUFFMAN, J. H. Classificação de solos usada
em levantamentos pedológicos no Brasil. Boletim informativo da Sociedade
Brasileira de Ciência do Solo, Campinas, v. 12, n. 1, p. 11-33, 1987.
6
CAMPBELL SCIENTIFIC. Sistema de aquisição de dados cr510. Disponível
em: http://www.campbellsci.ca/Catalogue/prfull/cr510.jpg. Acesso em: 10 de
set. de 2006.
CANILLAS, C. E.; SALOKHE, V. M. A decision support system for assessment
in agricultural soils. Soil & Tillage Research, Amsterdam, v. 65, p. 221-230,
2002.
CASAGRANDE, A. The determination of preconsolidation load and its pratical
significance. In: CONFERENCE ON SOIL Mechanics and Foundation
Engineering, 1, Cambridge, 1936. Proceedings… Cambridge: A. Casagrande,
1936, v.3. p.60-64.
COSTA NETO, P. L. de O. Estatística matemática. São Paulo: Edgard
Blucher, 1977. 264 p.
DAVENPORT, T. H. Informação e seus dissabores: uma introdução. In: _____.
Ecologia da informação: por que só a tecnologia não basta para o sucesso na
era da informação. São Paulo: Futura, 2000. p. 11-25.
DAVISON, L.; SPRINGMAN, S. Basic mechanics of soils. Disponível em:
http://fbe.uwe.ac.uk/public/geocal/SoilMech/basic/soilbasi.htm. Acesso em: 27
nov. 2006.
DAWIDOWSKI, J. B.; KOOLEN, A. J. Computerized determination of the
preconsolidation stress in compaction testing of field core samples. Soil and
Tillage Research, Amsterdam, v. 31, p. 277-282, 1994.
DAWIDOWSKI, J. B.; MORRISON JUNIOR, J. E.; SNIEG, M. Measurement of
soil layer strength with plate sinkage and uniaxial confined methods.
Transactions of the American Society of Agricultural Engineers. Saint
Joseph - MI, v. 44, n. 5, p. 1059-1064, 2001.
DIAS JÚNIOR, M. S.; SILVA, A. R.; FONSECA, S.; LEITE, F. P. Método
alternativo de avaliação da pressão de pré-consolidação por meio de um
penetrômetro. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 28, n. 5,
2004. Disponível em:
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-06832004000500
002&lng=pt&nrm=iso. Acesso em: 18 Out 2006. doi: 10.1590/S0100-
06832004000500002.
EARL, R. Assessment of the behavior of field soils during compression.
Journal of Agricultural Engineering Research, Bedford – UK, v. 68,
p. 147-157, 1997.
6
EARL, R.; ALEXANDROU, A. Deformation processes below a plate sinkage
test n sandy loam soil: theoretical approach. Journal of Terramechanics,
Oxford, v. 38, p. 163-183, 2001.
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA.
Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Sistema brasileiro de classificação
de solos. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 1999. 412 p.
GERSTING, J. L. Fundamentos matemáticos para a ciência da
computação. Tradução: Lucio L. Fialho; Manoel M. Filho. Rio de Janeiro: LTC,
1993. 518 p.
GORDON, J. R.; GORDON, S. R. Information systems: a management
approach. 2. ed. Orlando : The Dryden Press, 1999.
KELLER T.; ARVIDSSON J.; DAWIDOWSKI J. B.; KOOLEN A. J. Soil
precompression stress II. A comparison of different compaction tests and
stress–displacement behavior of the soil during wheeling. Soil & Tillage
Research, Amsterdam, v. 77, p. 97-108, 2004.
LAMB, J. R.; BEZERRA, C. A. Sistema administrativo para pequenas
propriedades agrícolas. In: CONGRESSO LUSO-BRASILEIRO DE
TECNOLOGIAS DE INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO NA AGROPECUÁRIA,
1, 2004, Santarém - Portugal, Anais... Santarém - Portugal: APDTICA, 2004.
p. 23-24.
LAMB, J. R.; PEREIRA, J. O.; BRACARENSE, J. C.; MICHELS, R. N.
Aplicação de sistemas de informação na determinação da compactação do
solo. In: CONGRESSO DA MATEMÁTICA E SUAS APLICAÇÕES, 2006, Foz
do Iguaçu - PR. Anais... Foz do Iguaçu: UFPR/UNIOESTE/Parque Tecnológico
Itaipu, 2006a. 1 CD-ROOM.
LAMB, J. R.; PEREIRA, J. O.; BRACARENSE, J. C.; SILVA, S. L.; MICHELS,
R. N. Sistema de informação para filtragem de dados utilizados com
penetrômetro de placa na determinação da compactação do solo. In:
CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA, 35, 2006, João
Pessoa - PB. Anais... João Pessoa: SBEA, 2006b. 1 CD-ROOM.
LIMA, C. L. R. Compressibilidade de solos versus intensidade de tráfego
em um pomar de laranja e pisoteio animal em pastagem irrigada. 2004.
60 f. Tese (Doutorado em Agronomia. Área de concentração: Solos e nutrição
de plantas) - Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2004.
MARANGON, M. Compressibilidade e adensamento dos solos. Disponível
em: http://www.geotecnia.ufjf.br/MECSOL/Cap_tulo_03_2005_1%5B1%5D.pdf.
Acesso em: 15 dez. 2005.
6
MEIRA, C. A. A.; MANCINI, A. L.; MAXIMO, F. A.; FILETO, R.; MASSRUHA, S.
M. F. S. Cadernos de Ciência & Tecnologia, Brasília, v. 13, n. 2, p. 175-194,
1996.
MENDES, R. D. Inteligência artificial: sistemas especialistas no gerenciamento
da informação. Revista Ciência da Informação, Brasília, v. 26, n. 1, jan./abr.
1997. Disponível em:
<http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-1965199700010
0006&lng=pt&nrm=iso>. Acesso em: 13 Out 2006. Pré-publicação. doi:
10.1590/S0100-19651997000100006.
MENEGATTI, L. A. A.; MOLIN, J. P. Removal of errors in yield maps through
raw data filtering. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental,
Campina Grande, v. 8, n. 1, p.126-134, jan./apr. 2004. ISSN 1415-4366.
MOREIRA, M. S. Um modelo de elementos finitos para a análise acoplada
de problemas de adensamento com simetria axial. 2005. 92 f. Dissertação
(Mestrado em Engenharia Oceânica) – Fundação Universidade Federal do Rio
Grande, Rio Grande – RS, 2005.
MOURÃO, I. W. Falando em camadas. Disponível em:
http://www.activedelphi.com.br/modules.php?op=modload&name=Downloads&f
ile=index&req=getit&lid=6. Acesso: 25 set. 2006.
NORTON, P. Introdução à informática. Tradução: Maria C. S. R. Ratto. São
Paulo: Makron Books, 1996. 619 p.
O’SULLIVAN M. F.; HENSHALL J. K.; DICKSON J. W. A simplified method for
estimating soil compaction. Soil & Tillage Research, Amsterdam, v. 49,
p. 325-335, 1999.
PACHECO, A. O. Ensaio com cone resistivo em solos saturados. 2004.
95 f. Tese (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal do Rio de
Janeiro, Rio de Janeiro, 2004.
PEREIRA, J. O. Dinâmica dos solos nos sistemas de interação
solo-máquina. Notas de aula da disciplina: Dinâmica dos solos nos sistemas
de interação sólo-máquina, ministrada pelo Professor Dr. Joaquim Odilon
Pereira, no Programa de pós-graduação em Engenharia agrícola da
Universidade Estadual do Oeste do Paraná, no período de junho a agosto de
2004.
7
PRADO, R. M.; ROQUE, C. G.; SOUZA, Z. M. Sistemas de preparo e
resistência à penetração e densidade de um Latossolo Vermelho eutrófico em
cultivo intensivo e pousio. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 37,
n. 12, p. 1795-1801, dez. 2002.
PRESSMAN, R. S. Engenharia de software. São Paulo: Makron Books, 1995.
REINERT, D. J.; ROBAINA, A. D.; REICHERT, J. M. Compress - Software e
proposta de modelo para descrever a compressibilidade dos solos e seus
parâmetros. CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO, 29, Ribeirão
Preto - SP, 2003. Anais... Ribeirão Preto: SBCS, 2003. 1 CD-ROM.
RUMBAUGH, J. Modelagem e projetos baseados em objetos. Tradução:
Dalton Conde de Alencar. Rio de Janeiro: Campus, 1994. 652 p.
SALIRE, E. V.; HAMMEL, J. E.; HARDCASTLE, J. H. Compression of intact
subsoils under short-duration loading. Soil & Tillage Research, Amsterdam,
v. 31, p. 235-248, 1994.
SILVA FILHO, F. C.; MIRANDA, M. I. A.; NOGUEIRA, J. F. Construção de
modelos físicos para simulação de fenômenos de hidráulica de solos. In:
CONGRESSO BRASILEIRO DE ENSINO DE ENGENHARIA - COBENGE 29,
Porto Alegre, 2001. Anais.... Porto Alegre: ABENGE, 2001.1 CD-ROOM.
SILVA, R. B.; DIAS JUNIOR, M. S.; SANTOS, F. L.; FRANZ, C. A. B. Influência
do preparo inicial sobre a estrutura do solo quando da adoção do sistema
plantio direto, avaliada por meio da pressão de pré-consolidação. Revista
Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 27, p. 961-971, 2003.
SOANE, B. D.; VAN OUWERKERK, C. Soil compaction problems in World
agriculture. In: SOANE, B. D.; VAN OUWERKERK, C. (edit). Soil compaction
in crop production. Developments in Agricultural Engineering 11, Amsterdam:
Elsevier, 1994, 662 p.
STRECK, C. A.; REINERT, D J,; REICHERT, J. M. Modificações em
propriedades físicas com a compactação do solo causada pelo tráfego induzido
de um trator em plantio direto. Ciência Rural, Santa Maria, v. 34, n. 3, p. 755-
760. maio/jun. 2004.
TAKAHASHI, T. (Org.) Sociedade da informação no Brasil: Livro Verde.
Brasília: Ministério da Ciência e Tecnologia, 2000.
7
WEISS, A. Projeto, construção e validação de um sistema de compressão
uniaxial para estimativa da compactação do solo. 2005. 62 f. Dissertação
(Mestrado em Engenharia Agrícola) – Centro de Ciências Exatas e
Tecnológicas, Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, 2005.
WIKIPÉDIA. Persistência de dados. Wikimedia Foundation. Disponível em:
<http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Persist\%C3\%AAncia\_de\_dados&ol
did=2043071>. Acesso em: 13 Set. 2006.
7
APÊNDICES
7
APÊNDICE A - DIAGRAMAS DE CASO DE USO
• Inclusão dos dados
<<use>>
Usuario
Inclui rDado s
LerDados
Figura 59 - Diagrama de caso de uso: inclusão dos dados.
• Construção das curvas
<<use>>
<<extend>>
ContruirCurvas
Usu ari o
FiltrarDa dos
Determ inar Pc
Figura 60 - Diagrama de caso de uso: construção das curvas.
• Cadastrar experimento
<<extend>>
Usuario
CadastrarE xp erim ento
CadastrarA m ostra
Figura 61 - Caso de uso Cadastrar experimento.
74
• Determinar curva de compressão através da deformação
<<use>>
Usuario
PlotarGraficoDeform acao CadastrarAm ostra
Figura 62 - Diagrama de caso de uso: curva deformação.
• Determinar curva de compressão através do índice de vazios
<<use>>
<<use>>
Usuario
PlotarGraficoVazi os
CadastrarIDVazi os
Ca da strarAm ostra
Figura 63 - Diagrama de caso de uso: curva vazios.
75
APÊNDICE B - DESCRIÇÃO DOS CASOS DE USO
• Leitura dos dados
O caso de uso LerDados consiste na representação da leitura do
arquivo de dados pelo sistema. Esta representação permite a ocorrência de um
cenário: leitura. O cenário normal de leitura tem como pré-requisito a
existência do arquivo contendo os dados coletados pelo mecanismo de
aquisição. O roteiro a ser seguido consiste em selecionar a localização do
arquivo, informar a data e o local de realização do experimento. Ao pressionar-
se o botão Iniciar leitura o sistema exibe em um listbox os dados brutos do
arquivo. Em seguida deve-se selecionar o formato dos dados contidos no
arquivo (tabulado ou original) e pressionar o botão Primeiro passo. Pós-
condições: Arquivo de dados verificado quanto a inconsistências e número de
tratamentos determinado.
• Inclusão dos dados
O caso de uso IncluirDados consiste na representação da inclusão
dos registros na base de dados do sistema. Esta representação permite a
ocorrência de um cenário: inclusão. O cenário normal de inclusão tem como
pré-requisito a leitura do arquivo de dados gerado pelo mecanismo de
aquisição. O roteiro a ser seguido consiste na identificação de possíveis
tratamentos/cenários inválidos e na informação dos parâmetros número de
passadas, número da repetição e área da placa. Depois de informados os
valores correspondentes, deve-se pressionar o botão quarto passo para a
inclusão efetiva dos registros no banco de dados. Pós-condição: registro
incluído.
76
• Construção das curvas e determinação do Pc.
O caso de uso ConstruirCurvas consiste na representação gráfica do
comportamento dos dados após a filtragem. Esta representação permite a
ocorrência de um cenário: plotagem. O cenário normal de plotagem tem como
pré-requisito a realização da filtragem dos dados de um ensaio. O roteiro
consiste na seleção do(s) cenário(s) ou tratamento(s) desejado(s) a ser(em)
plotado(s). Pós-condição: determinação gráfica da curva selecionada.
O caso de uso FiltrarDados consiste na representação da aplicação
do mecanismo de filtragem dos registros incluídos na base de dados do
sistema. Esta representação permite a ocorrência de um cenário: filtragem. O
cenário normal de filtragem tem como pré-requisito a existência de no mínimo
um experimento cadastrado. O roteiro é dado pela seleção da data do
experimento desejado e informação do percentual de descarte. Os dados
filtrados são carregados ao pressionar-se o botão carregar. Pós-condição:
dados filtrados.
O caso de uso DeterminarPc consiste na estimação gráfica do ponto
de pré-consolidação do solo. Esta representação permite a ocorrência de um
cenário: plotagem. O cenário normal de plotagem tem como pré-condição a
existência de um gráfico plotado no sistema. O roteiro consiste em selecionar
os pontos inicial e final da reta de compressão secundaria e reta virgem,
clicando-se nos botões ponto 1 e ponto 2 respectivo à cada reta. Pós-
condição: valor do ponto de pré-consolidação estimado.
• Cadastrar experimento
O caso de uso CadastrarExperimento consiste na representação da
inclusão dos registros referentes aos ensaios oedométricos na base de dados
do sistema. Esta representação permite a ocorrência do cenário normal
inclusão e do cenário alternativo exclusão. O cenário normal de inclusão não
possui pré-requisitos. O roteiro a ser seguido na informação dos campos
necessários: data e local de realização do experimento. Depois de informados
77
os valores pode-se pressionar o botão Salvar para inclusão dos registros na
base de dados. Pós-condição: registro incluído.
O cenário alternativo de exclusão tem como pré-requisito a existência
de no mínimo um experimento oedométrico cadastrado. A seqüência dos
passos consiste em selecionar o experimento desejado a ser excluído e
pressionar o botão Excluir. Pós-condição: registro excluído.
• Cadastrar amostra
O caso de uso CadastrarAmostra representa a inclusão dos registros
referentes a amostras submetidas a ensaios de compressão uniaxial na base
de dados do sistema. Esta representação permite a ocorrência do cenário
normal inclusão e dos cenários alternativos alteração e exclusão.
No cenário normal de inclusão tem-se como pré-requisito a existência
de no mínimo um experimento do oedômetro cadastrado. O roteiro consiste na
alimentação dos campos: número da amostra, pressão aplicada, deformações
máxima e final, pesos úmido, seco e da tara. Em seguida, deve-se salvar os
dados, pressionando o botão Salvar. Pós-condição: registro incluído. No
cenário alternativo de alteração o pré-requisito é a existência de no mínimo
uma amostra ensaiada cadastrada. A seqüência dos passos a serem tomados
diz respeito à seleção da amostra desejada e alteração dos valores nos
campos desejados, confirmando a operação com o botão Alterar. Pós-
condição: registro alterado. No cenário alternativo de exclusão o pré-requisito
é a existência de pelo menos uma amostra ensaiada cadastrada. A seqüência
dos passos consiste na seleção da amostra desejada confirmando a operação
com o botão Excluir. Pós-condição: registro excluído.
• Determinar curva de compressão através da deformação
O caso de uso PlotarGraficoDeformacao representa a determinação
gráfica dos registros referentes as amostras submetidas a ensaios de
compressão uniaxial. Permite a ocorrência do cenário normal de plotagem. No
78
cenário normal de plotagem tem-se como pré-requisito a existência de no
mínimo, uma amostra ensaiada e cadastrada. O roteiro consiste na seleção da
amostra desejada e click no botão Adicionar. Pós-condição: determinação
gráfica da curva selecionada.
• Determinar curva de compressão através do índice de vazios
O caso de uso CadastrarIDVazios representa a inclusão do índice de
vazios para cada amostra ensaiada em experimentos de compressão uniaxial
cadastrada. Esta representação permite a ocorrência do cenário normal
inclusão e do cenário alternativo alteração.
No cenário normal de inclusão tem-se como pré-requisito a existência
de um experimento do oedômetro cadastrado. O roteiro consiste na seleção da
amostra desejada e alimentação do campo índice de vazios. Em seguida,
deve-se salvar os dados, pressionando o botão Salvar. Pós-condição: registro
incluído. No cenário alternativo de alteração o pré-requisito é a existência de
no mínimo uma amostra ensaiada cadastrada. A seqüência dos passos a
serem tomados é idêntica ao cenário de Inclusão, uma vez que o mesmo
botão é capaz de alterar ou incluir elementos. Pós-condição: registro alterado.
O caso de uso PlotarGraficoVazios representa a determinação gráfica
dos registros referentes as amostras submetidas a ensaios de compressão
uniaxial. Compreende a ocorrência do cenário normal de plotagem. No cenário
normal de plotagem tem-se como pré-requisito a existência de no mínimo uma
amostra ensaiada, com o respectivo índice de vazios cadastrado. O roteiro
consiste na seleção da amostra desejada e click no botão Adicionar. Pós-
condição: determinação gráfica da curva selecionada.
79
APÊNDICE C - DIAGRAMA DE CLASSE
DE FO RM A CA O
+
+
+
+
+
+
NR_ CHAVE
NR_ CICLO
NR_ PA SSADA S
NR_ RE PE T ICA O
VL _DE FO RM A CA O
VL _A RE A
: In te ge r
: In te ge r
: In te ge r
: In te ge r
: fl oa t
: fl oa t
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
<<constructor>>
<<fu nction>>
<<fu nction>>
<<fu nction>>
<<fu nction>>
<<fu nction>>
<<fu nction>>
<<p rocedure>>
<<p rocedure>>
<<p rocedure>>
Sta rt ()
Co unt ()
Da dosBru to s ()
Fi lter (Date Da ta)
GerarCh ave ()
GetD ()
In cl ua ()
Se tCi cl o (In teg er V al ue )
Se tP assada (Integer Val ue )
Se tRe pe ti ca o (Inte ge r V alue)
: In te ge r
: b oo le an
: b oo le an
: In te ge r
: T ZIbS qlQuery
: b oo le an
EX PE RIM E NT O
+
+
+
+
CD_ EX PE RIM E NT O
DT _DIA
T P_EXPERIME NT O
DS _L OCA L
: In te ge r
: Da te
: S tri ng
: S tri ng
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
<<constru ctor>>
<<cl ass fu ncti on >>
<<fu ncti on >>
<<fu ncti on >>
<<fu ncti on >>
<<fu ncti on >>
<<fu ncti on >>
<<fu ncti on >>
<<fu ncti on >>
<<fu ncti on >>
<<fu ncti on >>
<<fu ncti on >>
<<fu ncti on >>
<<fu ncti on >>
Sta rt ()
Se lectData (Stri ng T P Exp )
Co unt (Stri ng T ipo)
del (Date Da ta, String T i po )
dele te (Intege r Codigo)
gerarCha ve ()
Ge tD ()
Ge tDa taS et ()
Ge tDsLo cal ()
In clu a ()
Se lectAll (String T i po )
Se lectExp eri m entoAm ostra ()
T estE xp eri m ento (Inte ge r E xperimento)
V_ Se lectCDExp eri men to ()
: T L ist
: In te ge r
: b oo le an
: b oo le an
: In te ge r
: T ZIbS qlQuery
: T ZIbS qlQuery
: S tri ng
: b oo le an
: b oo le an
: b oo le an
: b oo le an
: b oo le an
FORCA
+ V L_ FO RCA : fl oa t
+
+
+
+
<<co nstructor>>
<<fu ncti on >>
<<fu ncti on >>
<<fu ncti on >>
Sta rt ()
In clu a ()
Fi lter (String P ercentual, Date Data )
Da ta ()
: b oo le an
: b oo le an
: T ZIb Sq lQ ue ry
OE DO
+
+
+
+
+
+
+
+
+
NR_ AM OS T RA
VL _P RESSA O
DF_M AX
DF_FINAL
PS _INICIA L
PS _FINAL
PS _TARA
VL _P ROFUNDIDA DE
ID_V AZIO S
: In teg er
: In teg er
: fl oat
: fl oat
: fl oat
: fl oat
: fl oat
: Strin g
: fl oat
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
<<co nstru cto r>>
<<co nstru cto r>>
<<function>>
<<function>>
<<function>>
<<function>>
<<function>>
<<function >>
<<function>>
<<function>>
<<function>>
<<function>>
<<function>>
<<function>>
<<function>>
<<function>>
Sta rt ()
Sta rtUp ()
Al tere ()
Al tere IDVa zi os ()
Atu al iza ()
Excl ua ()
Ge tA ux ()
Ge tD ()
Ge tDa taS et ()
Gra fi co (In te ger E xp, Integer Amostra)
Incl ua ()
Se lect (Integer E xp, Inte ge r A m ostra )
Se lectPeso s (In te ge r Exp, In teg er A m ostra )
V_ Grafico (In teg er E xp, Inte ge r A m ostra )
V_ Se lectAmo stras (In te ge r E xp, In teger Am ostra )
V_ Se lectPressoe s (In teg er E xp , In te ge r Amostra)
: boole an
: boole an
: boole an
: boole an
: String
: TZIbSqlQuery
: TZIbSqlQuery
: boole an
: boole an
: boole an
: boole an
: boole an
: boole an
: boole an
Figura 64 - Diagrama de classes.
80
APÊNDICE D - DIAGRAMAS DE SEQÜÊNCIA
• Inclusão dos dados
form Create()
iniciarLeitu ra
verifi carDa d os
gerarChave ()
Co d igo
gravar
incluir()
inclua()
inclua()
m e n sagem
m e n sagem
m e n sagem
m e n sagem
form Close()
Usuari o
frm Le itu ra Experim en to Deform a ca o Fo rca
Figura 65 - Diagrama de seqüência: inclusão dos dados.
• Cadastrar experimento
formCreate()
gerarChave
m ensagem
gravar
inclua()
inclua()
m ensagem
m ensagem
m ensagem
form Close()
Usu ario
frm Oedo OedoExperim ento
Figura 66 - Diagrama de seqüência: cadastrar experimento.
81
• Construção das curvas de compressão
formCreate()
ListarExperimentos
Experimentos
selecionarExperimento
selecionarDados
mensagem
selecionarDados
selecionarDados
mensagem
mensagem
filtrarDados
Mensagem
formClose()
Usuario
frmGrafi co Experim ento Deformacao Forca
Figura 67 - Diagrama de seqüência: construção das curvas.
• Determinar curva de compressão através da deformação
form Create()
listarExperim entos
m ensagem
seleci onarExperim ento
SelecionarAm ostra
m ensagem
m ensagem
form Cl ose()
Usuario
frm GrafDeform acao Exp erim ento Oedo
Figura 68 - Diagrama de seqüência: curva deformação.
82
• Determinar curva de compressão através do índice de vazios
formCreate()
selecionarExp erim entos
m ensagem
alterarIDVazios
altereIDVazi os
m ensgem
se lecionarExperim ento
seleci onarAm ostra
m ensagem
formClose
m ensagem
m ensagem
se lecionarExperim ento
seleci onarAm ostra
m ensagem
m ensagem
Usuario
frm GrafVazios Experim ento Oedo
Figura 69 - Diagrama de seqüência: curva vazios.
83
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