Se a placa porosa estiver contaminada com partículas de solo, sua condutividade será alterada. Como faço para corrigir isso?
Normalmente, você pode lavá-la com água limpa de baixo para cima para se livrar das partículas de terra. Se a placa porosa estiver suja, tente limpá-la debaixo d'água com uma escova ou no dessecador sob vácuo. Se isso não ajudar, recomendamos a substituição da placa para eliminar alterações indesejadas de condutividade.
É melhor medir a condutividade saturada no campo, pois isso abrange todo o sistema de poros do solo? Como uma pequena amostra pode representar as condições de campo?
É verdade que os dados de campo são sempre melhores, mas muitos pesquisadores ainda medem a Condutividade Hidráulica Saturada (Ks) usando amostras de núcleo no laboratório. Para ajudar a garantir que as medições usando amostras pequenas sejam representativas das condições de campo, é necessário ter mais réplicas que eliminem caminhos abertos. Recomendamos o uso de cinco réplicas para comparar os resultados. Se uma ou duas tiverem resultados de Ks muito mais altos do que as outras, deixe essas amostras de fora da média final. Em vez disso, faça a média das leituras com níveis mais baixos. Os dados de alta condutividade podem resultar de caminhos abertos (poros), que são os resultados do corte de uma amostra de núcleo, mas que são mais ou menos passivos no campo.
Por que a curva de queda da cabeça ajustada não corresponde aos meus dados?
Pode haver uma variedade de motivos para isso:
1. Se sua amostra não estiver montada corretamente, a base pode não estar bem vedada. Se esse for o caso, a pressão da água não se aproximará do valor de zero hPa no final, mas tende a ir para um valor negativo. Para resolver esse problema, certifique-se de que sua amostra seja montada novamente de forma adequada. OBSERVAÇÃO: Nas primeiras versões do KSAT, era usada uma placa inferior que às vezes não fornecia uma conexão hermética com a amostra, principalmente se os cilindros de aço estivessem arranhados ou sujos. As placas foram substituídas no verão de 2015 por novas placas com uma vedação de borracha macia. Somente essas novas placas devem ser usadas para garantir uma conexão firme entre a amostra e a cúpula.
2. In some soils, particularly soils with a loamy texture, almost all water passes through a very small part of the soil sample (for instance, through macropores). Water flow in these macropores becomes turbulent if the pressure gradient becomes too large. In that case, the water flow is no longer proportional to the pressure gradient, and consequently the change of the hydraulic head with time is not exponential, invalidating Darcy’s law. KSAT is a precision measurement device which shows you this by a misfit of the exponential function: the fitted function will be less curved than the data. Also, you will notice in such a case that the calculated conductivity becomes larger as the size of the pressure head decreases. Under very small gradients, flow might still be laminar. To remedy this, repeat your measurement with a small gradient (for instance, an initial pressure head < 5 cm).
3. Os solos são sistemas frágeis e porosos, e sua permeabilidade pode mudar durante o processo de medição. Há diferentes direções e motivos para isso:
Se o fluxo ocorrer principalmente por meio de macroporos, eles poderão sofrer erosão durante o processo de medição, aumentando a condutividade. Isso levará a um resultado semelhante ao do caso anterior, com a diferença de que o efeito (aumento da condutividade) é duradouro.
Devido ao fluxo preferencial através dos macroporos, eles podem ser selados por partículas de sedimentos. Nesse caso, a condutividade diminuirá durante o processo de medição. Você verá isso novamente por meio de um ajuste aparentemente incorreto da função exponencial, mas, nesse caso, a curva exponencial ajustada será mais curva do que os dados.
4. O deslocamento de seu transdutor de pressão pode não ser igual a zero. O motivo para isso pode ser um desvio de temperatura (se nem todos os componentes da medição, ou seja, KSAT, o líquido usado e as amostras de solo foram equilibrados na mesma temperatura). Para resolver esse problema, equilibre todos os componentes à mesma temperatura e realize a recalibração de deslocamento antes da medição.
Por que o nível de água na bureta não cai para zero, mas permanece em um valor positivo?
Pode haver ar na conexão do tubo entre a bureta e o tubo. Para removê-lo, encha a bureta com água até 20 cm de altura e abra rapidamente a válvula da cúpula aberta. A água passará pelo tubo e arrastará consigo o ar existente.
A detecção automática do início da medição não funciona. Qual é o motivo e o que posso fazer?
KSAT detecta automaticamente o início de uma medição por meio de um salto de pressão positiva no sinal. Existem alguns motivos possíveis e soluções de coordenação para explicar por que a detecção automática não funciona:
1. A abertura da válvula é muito lenta. Se isso ocorrer, o aumento da pressão será muito gradual e o aumento não será reconhecido. Para resolver esse problema, abra a válvula com um giro rápido da alavanca.
2. O transdutor de pressão pode não estar reagindo instantaneamente devido a camadas ou sedimentação. Se isso ocorrer, limpe o site KSAT.
3. O transdutor de pressão está com defeito. Nesse caso, envie o KSAT para a METER.
*EM QUALQUER CASO: Você SEMPRE pode iniciar manualmente a medição pressionando o botão "Restart manually" (Reiniciar manualmente). Essa solução também é adequada se você quiser iniciar uma medição KSAT "em andamento" - por exemplo, se a conexão da válvula à bureta já estiver aberta (intencional ou acidentalmente) quando você quiser iniciar a medição.
Qual fluido devo usar em meus experimentos?
Não use água destilada! Em solos arenosos, a composição iônica da água não é de grande importância, mas em solos de textura fina, a largura da camada dupla elétrica será muito afetada pela força iônica e pela composição iônica da água. Além disso, o uso de água com ânions monovalentes de água destilada pode dispersar a amostra, reduzindo assim sua condutividade saturada. Em geral, recomenda-se usar água com uma composição iônica semelhante à do solo sob investigação; no entanto, nem sempre é fácil saber a composição iônica da água. Na prática, a água de torneira padrão é usada na maioria dos casos, e é bom que você possa especificar a força iônica. Para algumas pesquisas, especialmente com solo que pode sofrer dispersão, é recomendável usar uma solução eletrolítica com cátions bivalentes, por exemplo, uma solução 0,01 molar com cálcio como cátion. SEMPRE use água com a mesma temperatura do ambiente do laboratório onde você realiza as medições.
A água que sai do tubo de escapamento não está limpa. Isso é um problema?
O cabeçote de pressão que você aplicou é muito alto para a sua amostra, o que resulta em erosão e destrói a amostra. O transdutor de pressão de seu instrumento é preciso o suficiente para trabalhar com cabeçotes de pressão mínimos. Ajuste sua cabeça de pressão para que fique entre 2 e 5 cm. Além disso, você normalmente obterá os melhores resultados com cabeçotes de pressão pequenos.
Nada acontece quando abro a válvula de conexão. Minha amostra é impermeável?
KSAT pode registrar até mesmo taxas de percolação extremamente pequenas. Se você tiver selecionado "Auto" para a taxa de amostragem, um ponto de dados só será mostrado se uma diferença mínima de pressão for registrada (o padrão é 0,1 cm). Você pode fazer o seguinte para ver mais pontos:
1. Selecione uma diferença mínima de pressão menor (até 0,01 cm).
2. Selecione um intervalo de tempo constante em vez do modo automático.
3. Aumente a cabeça de pressão inicial. Sempre recomendamos iniciar as medições com uma diferença de pressão não superior a 5 cm para minimizar o risco de erosão ou destruição da amostra durante a medição. No entanto, se a sua amostra for obviamente estável, você poderá aumentar essa diferença para 20 cm.
4. Se as condutividades forem tão baixas que mesmo as medições com 20 cm de diferença de pressão inicial pareçam extremamente lentas, use o modo de extensão da bureta para acelerar a medição novamente por um fator de 50. Para fazer isso, encha a bureta completamente até o topo do tubo com o tubo de cabeça constante na parte superior. O KSAT detectará automaticamente que a água está sendo fornecida pelo tubo estreito em vez da bureta larga e calculará o valor de condutividade adequado.
Preciso esperar até que o tempo de medição definido seja atingido?
Você pode interromper a medição antes que o tempo de medição definido seja atingido se os seguintes parâmetros forem atendidos:
a curva de ajuste se ajusta aos valores de medição
r² é suficientemente alto (próximo de 1)
já foram obtidos valores de medição suficientes (> 10)
o valor de Ks é constante
Não consigo medir as condutividades porque toda a água passa pela amostra antes mesmo de a medição automática começar.
O limite superior do intervalo de condutividades mensuráveis com o site KSAT é de cerca de 5.000 cm/d. Nesse caso, o nível inicial da água passa pela amostra em cerca de 5 segundos, o que está próximo da resolução temporal da aquisição de dados do KSAT . Para resolver esse problema de medição, é possível usar o botão "restart measurement" (reiniciar medição) para iniciar manualmente o registro de dados imediatamente após a abertura da válvula. Isso pode acelerar um pouco o registro dos primeiros dados.
Por que a curva de queda de cabeça ajustada não corresponde aos meus dados do site KSAT ?
Pode haver uma variedade de motivos para isso:
1. Se sua amostra não estiver montada corretamente, ela pode não estar bem vedada em sua base. Se esse for o caso, a pressão da água não se aproximará do valor de zero hPa no final, mas tenderá a um valor negativo.
Solução: Remonte a amostra corretamente.
OBSERVAÇÃO: Nas primeiras versões do KSAT , foi usada uma placa inferior que às vezes não fornecia uma conexão hermeticamente vedada à amostra, principalmente se os cilindros de aço estivessem arranhados ou sujos. A placa foi substituída no verão de 2015 por uma nova placa com uma vedação de borracha macia. Somente essa placa atualizada deve ser usada para garantir uma conexão firme entre a amostra e o domo.
2. Em alguns solos, especialmente os de textura argilosa, quase toda a água passa por uma parte muito pequena da amostra de solo (ou seja, por macroporos). O fluxo de água nesses macroporos se torna turbulento se o gradiente de pressão se tornar muito grande. Se esse for o caso, o fluxo de água não será mais proporcional ao gradiente de pressão. Consequentemente, a alteração da carga hidráulica com o tempo não é exponencial, e a lei de Darcy não é válida. Se esse for o caso, a função exponencial não se ajustará aos dados: a função ajustada será menos curva do que os resultados experimentais. Além disso, você notará que, nesses casos, as cabeças de pressão menores proporcionam uma condutividade calculada maior.
Solution: Under very small gradients, flow still might be laminar. So, repeat the measurement with a small gradient (i.e., an initial pressure head < 5 cm).
3. Os solos são sistemas porosos frágeis, e sua permeabilidade pode mudar durante o processo de medição. Há vários motivos para isso:
a. Se o fluxo ocorrer principalmente por meio de macroporos, estes poderão sofrer erosão durante o processo de medição (ou seja, a condutividade aumenta). Isso levará a um resultado semelhante ao #2, porém, o efeito (aumento da condutividade) será duradouro.
b. Devido ao fluxo preferencial, os macroporos podem ser selados por partículas de sedimentos. Nesse caso, a condutividade diminuirá durante o processo de medição. Isso será indicado por um ajuste aparentemente incorreto da função exponencial, mas, nesse caso, a curva exponencial ajustada será mais curva do que os dados.
4. O deslocamento de seu transdutor de pressão pode não ser igual a zero. Você pode ter um desvio de temperatura se todos os componentes da medição (ou seja, KSAT, líquido usado e amostras de solo) não tiverem sido equilibrados na mesma temperatura.
Solução: Equilibre todos os componentes à mesma temperatura e realize a recalibração do deslocamento antes da medição.
É melhor medir a condutividade hidráulica saturada no campo, pois ela abrange todo o sistema de poros de um solo. Como você pode medir Ks (Kt) com apenas um núcleo de solo?
Muitas instituições de pesquisa ainda medem o Ks (Kf) com amostras, mas os dados de campo são sempre melhores. Se estiver usando um núcleo de solo, é necessário ter cinco réplicas para garantir que os caminhos abertos não falsifiquem o resultado. Compare os resultados. Se um ou dois tiverem resultados de Ks muito mais altos, não faça a média desses resultados, mas faça a média apenas das leituras com valores mais baixos. Os dados de alta condutividade podem ser resultado de caminhos abertos (poros), que foram cortados na parte superior e inferior do núcleo do solo, mas que são mais ou menos passivos no campo.
Como o site KSAT calcula a correção de temperatura para obter a condutividade saturada na temperatura de referência especificada?
KSAT usa a dependência da temperatura da viscosidade da água para recalcular a condutividade de referência (na temperatura de referência especificada) a partir do valor medido (na temperatura de operação medida). Os detalhes estão especificados na página 11 do manual de operação do site KSAT (disponível em pdf no menu Ajuda do software KSAT ).
Saturado significa que todos os poros do solo estão cheios de água?
Não! Mas esse também não é o caso no campo.
Não consigo medir as condutividades porque toda a água passa pela amostra antes mesmo de a medição automática começar.
O limite superior da faixa de condutividades mensuráveis com o site KSAT é de cerca de 10.000 cm/d. Nesse caso, o nível inicial da água passa pela amostra em cerca de 5 segundos, o que está próximo da resolução temporal da aquisição de dados do KSAT . Você pode tentar usar o botão Restart Measurement (Reiniciar medição) para iniciar manualmente o registro de dados imediatamente após a abertura da válvula. Isso pode acelerar um pouco o registro do primeiro ponto de dados e ajudar a aumentar um pouco o limite superior de medição.
Quando minha medição será concluída?
Sua medição é concluída automaticamente se for atingida uma altura mínima de pressão total (parâmetro H_end_abs) ou uma altura mínima de pressão relativa (parâmetro H_end_rel), que está relacionada à altura de pressão inicial. A configuração padrão é que a água percola até que o nível caia para 25% do valor inicial. Você pode alterar essa configuração no menu de parâmetros. Os valores padrão são muito conservadores. Muitas vezes, as medições podem ser interrompidas muito antes. Você pode fazer isso a qualquer momento pressionando Stop Measurement (Parar medição). Como regra geral, a medição pode ser interrompida:
a) se a condutividade calculada se tornar um valor estável. Isso significa que um número suficiente de dados medidos foi registrado (> 10) e que o sinal mostra uma tendência clara, e
b) se o r² for alto o suficiente (r² > 0,999).
Para amostras com baixa permeabilidade, uma diminuição de 1 cm na cabeça de pressão normalmente é suficiente para interromper a medição. Por exemplo, uma amostra com condutividade de 2 cm/d levará cerca de 8 horas para atingir 0,25 de sua cabeça de pressão inicial. Na prática, você pode começar com 20 cm de cabeça inicial e parar quando atingir 19,5 cm (manualmente ou configurando H_end_rel = 0,975), o que ocorre após aproximadamente 15 minutos.
Posso visualizar meus dados externamente?
Sim. Todos os seus dados e todos os parâmetros são gravados em um arquivo ASCII no formato csv. Você pode usar esses dados para visualizar novamente a medição e a curva ajustada com seu próprio software de visualização.