Desenvolvimento de um sistema de aquisição de dados para medição do calor específico do solo

Abstract

Resumo: Neste trabalho foi realizado o desenvolvimento de um calorímetro automatizado para determinação de calor específico gravimétrico de amostras de solo. Um protótipo de vaso calorimétrico isoperibólico foi construído com material de baixo custo e o sistema de aquisição de dados é baseado em um microcontrolador Arduino e sensores modulares. Foram realizadas determinações de calor específico para três amostras de solo com diferentes umidades volumétricas e para uma amostra de solo com diferentes teores de matéria orgânica. Nos testes com variação de umidade, foram determinados resultados entre 945 e 1876 J kg-1 K-1 para amostra Franco Argilo Arenosa, entre 736 e 1154 J kg-1 K-1 para amostra Arenosa e entre 1099 e 2296 J kg-1 K-1 para amostra Argila Arenosa. Para os testes com variação de teores de matéria orgânica, determinou-se o calor específico apenas para amostra Argila Arenosa, encontrado resultados entre 1105 e 1793 J kg-1 K-1. Para verificação de confiabilidade dos resultados gerados, medidas com equipamentos calibrados foram realizadas simultaneamente confirmando os resultados do aparelho desenvolvido.

Abstract: This paper describes the development of an automated calorimeter for measuring the specific heat of soil samples. An isoperibolic calorimeter prototype was developed with low cost material and the data acquisition system is based on an Arduino microcontroller paired with modular sensors. Specific heat determinations were performed for three soil samples varying soil moisture and for one soil sample varying organic matter content. For the tests with moisture variation, results were found between 945 and 1876 J kg-1 K-1 for Sandy Clay Loam sample, between 736 and 1154 J kg-1 K-1 for Sandy sample and between 1099 and 2296 J kg-1 K-1 for Sandy Clay sample. For the tests with organic matter content variations, specific heat determinations were performed only for Sandy Clay sample, finding results between 1105 and 1793 J kg-1 K-1. To assess reliability of the results, measurements with calibrated equipment were performed simultaneously, confirming the results of the developed prototype.