Resumo Mecânica dos Solos I ENSAIOS! Determinação do teor de umidade (w) Método da estufa, Speedy e Método do Fogareiro

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w = M
 M
 w w = P
 P
 w
s
M = massa de águaw
M = massa de sólidoss
Determinação do teor de umidade (w): Método da estufa,
Speedy e Método do Fogareiro
RESUMO | MECÂNICA DOS SOLOS I
ENSAIOS:
ÍNDICES FÍSICOS
DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES FÍSICOS
De todos os índices físicos aprendidos [e que são muitos!], apenas três são
determinados de forma direta, ou seja, são medidos e calculados sem depender de
outra relação, são eles: o teor de umidade (w), a massa específica aparente natural
(ρ) e a massa específica dos sólidos (ρs). Os demais são obtidos por meio de
correlações com esses três. 
Relembrando...
ENCONTRANDO O TEOR DE UMIDADE (w)
Método da estufa (mais preciso);
Emprego do aparelho “Speedy” (em campo); 
Método do fogareiro (em campo);
Vamos entender como cada um deles é feito segundo as normas.
s
P = . g = peso de águaw
P = . g = peso de sólidoss M s
M w
onde g = aceleração da gravidade = 9,81 m/s²
MÉTODO DA ESTUFA
Alguns métodos são utilizados para o cálculo do teor de umidade (w), os principais
são:
O Método da Estufa segue a NBR 6457:2016 Amostras de solo – Preparação para
ensaios de compactação e ensaios de caracterização. 
A metodologia, ou seja, os passos para a execução do ensaio está apresentada
com detalhes abaixo.
 PASSO 1
Tomar uma quantidade de material de acordo com a tabela a seguir:
PENSE: Porque tem as indicações da quantidade de material que deve ser tomada
na realização do ensaio e a precisão da balança? Porque quanto maior os grãos,
mais material você precisa pegar para realizar o ensaio? 
É importante entendermos isso pois, para uma amostra que contem grãos
pequenos, pouca quantidade de material é suficiente para representar aquela
amostra. Do contrário, se você pega pouca quantidade de uma amostra que tem
grãos muito grandes, essa quantidade pode não representá-la bem. Imagine 2
copinhos de xarope: se você colocar uma amostra de solo com partículas bem
fininas em um copinho, e outra amostra de solo com grãos grandes em outro. Nesse
último pode acontecer, por exemplo, de irem apenas 3 grãos grandes para o
copinho de xarope, enquanto que no primeiro vão centenas de grãos pequenos...
 PASSO 2
Destorroar a quantidade de material separada para o ensaio, colocá-lo no estado
fofo (sem pressionar ou comprimir) em cápsulas metálicas adequadas e fechar a
tampa.
O destorroamento tem como finalidade desagregar as partículas
menores das partículas maiores do solo!
Além disso, deve ser feito de modo que não reduza o tamanho
natural das partículas.
 PASSO 3
Pesar o conjunto cápsula metálica com tampa + material separado e anotar como
M1
*Lembre de também pesar a cápsula com tampa sozinhas, sem solo, e anotar = Mc
w = M
 M
 w
CÁLCULO DO TEOR DE UMIDADE:
A partir dos dados de massas obtidas antes após a secagem, é possível calcular o
teor de umidade da amostra.
 PASSO 4
Destampar a cápsula, colocando a tampa em baixo dela, e colocar a cápsula em
estufa à temperatura de 105°C a 110°C, onde deve permanecer até que a massa
pare de variar (normalmente de 16 a 24 horas, podendo ser necessário intervalos
maiores em alguns casos). 
PENSE: Porque a massa o tempo que a amostra fica na estufa é até a massa parar
de variar, ou seja ficar constante?
Porque se a massa não diminui mais quer dizer que parou de perder água, ou seja,
toda a água do material já evaporou, sobrou apenas a massa seca!
Observação importante: Os solos orgânicos,
turfosos (vem da decomposição de vegetais) ou
contendo gipsita (muito usado na agricultura) devem
ser secados em estufa à temperatura de 60°C a
65°C e com intervalos maiores de secagem. Isso
acontece porque, se a secagem for feita a mais de
100°C, a matéria orgânica queima, ou seja, você
perde massa que não é de água, mas sim dos
próprios componentes do solo e isso induz ao erro!
 PASSO 6
Recolocar a tampa, pesar o conjunto e anotar como M2.
 PASSO 5
Transferir a cápsula da estufa para o dessecador (lugar tampado, para que a
amostra não retenha água do ar novamente), onde deve permanecer até atingir a
temperatura ambiente.
*Esses passos deverão ser feitos, no mínimo, 3 vezes com outras partes da mesma
amostra de solo para determinar o teor de umidade.
s
M = massa de água = ( M - M )w
M = massa de sólidos = ( M - M )s
cápsula+solo úmido cápsula+solo seco
cápsula+solo seco cápsula
M1 M2
M2 Mc
( M - M )
 ( M - M )
cápsula+solo úmido cápsula+solo seco
cápsula+solo seco cápsula
w = = ( M1 - M2 ) . 100%
( M2 - Mc )
Teor de umidade é
expresso em porcentagem!
*Após repetir o ensaio, no mínimo, 3 vezes, basta calcular a média das
determinações efetuadas e apresentar o resultado com aproximação de 0,1%!
MÉTODO COM O APARELHO SPEEDY
O aparelho Speedy é um recipiente hermeticamente fechado com um manômetro
(medidor de pressão) na tampa. Nesse ensaio uma quantidade de solo úmido entra
em contato com carbureto de cálcio.
O Método Speedy segue a metodologia do DNER-ME
52-64 conforme os passos abaixo:
 PASSO 1
Tomar uma quantidade de material de acordo com o recomendado pelo fabricante
do aparelho.
PENSE: Novamente, as indicações da quantidade de material são importantes pois
para que o ensaio ocorra de maneira correta, a quantidade de solo que é colocada
precisa reagir inteiramente com o carbureto de cálcio. Se colocamos uma
quantidade exagerada de solo, todo carbureto vai regir e ainda terá umidade no
solo que não foi contabilizada. Por outro lado, se colocamos muito pouco da
amostra, sobrará carbureto de cálcio sem reagir, a massa final da amostra será
maior que a inicial - estranho, não? - e também induzirá ao erro!
 PASSO 2
Pesar a amostra e colocá-la na câmara do aparelho “Speedy”
 O contato entre os dois faz formar gás acetileno e
esse gás formado gera uma pressão interna. A partir
dessa pressão, que é registrada no manômetro, e por
uma tabela de aferição que converte a pressão em
teor de umidade do solo, chegamos na variável
desejável. Este método é utilizado em campo
exatamente pela possibilidade de transporte do
aparelho e pela rapidez a obtenção do índice de
umidade.
 PASSO 4
Fechar o aparelho e agitar repetidas vezes para quebrar a ampola. Isso é
percebido quando o ponteiro do manômetro se mexe, indicando aumento da
pressão interna na câmara.
 PASSO 5
Fazer movimentos rotativos com o aparelho para facilitar a mistura carbureto-
amostra até que a pressão no manômetro fique constante
Observação: Se a pressão indicada estiver fora do intervalo de trabalho do
aparelho, repetir o ensaio com uma quantidade de solo maior ou menor, conforme o
caso
 PASSO 6
Anotar a pressão manométrica registrada e entrar na curva de calibração do
aparelho para obter o valor do teor de umidade do solo
Observações: O método do “Speedy” conduz a melhores resultados em materiais
mais granulares (mais facilidade de reação do carbureto de cálcio com a água do
solo). Além disso, melhores resultados podem ser obtidos se inicialmente for feita
uma calibração do aparelho com o tipo de solo a ser usado na obra.
 PASSO 3
Introduzir na câmara a ampola de carbureto de cálcio as 2 esperas de aço -
servem para quebrar a ampola quando agitar o frasco fechado!
MÉTODO DO FOGAREIRO
Esse método também é utilizado para obter o teor de umidade em campo. O cálculo
feito é semelhante ao método da estufa, porém a amostra de solo é seca numa
cápsula ou frigideira levada ao fogo.
 PASSO 1
Pesar o recipiente com a amostra úmida
 PASSO 2
Levar à fonte de calor, mexendo bem o
solo até a sua secagem completa.
Importante ter o cuidado para não
queimar as partículas, pois pode resultar
no aumento de massa pela combustão,
induzindo ao erro!
 PASSO 3
Pesar o recipiente com a amostra e seca
 PASSO 4
Realizar o cálculo do teor de umidade da mesma maneira feita no método da
estufa
( M- M )
 ( M - M )
recipiente+solo úmido recipiente+solo seco
recipiente+solo seco recipiente
w = = ( M1 - M2 ) . 100%
( M2 - Mr )
Teor de umidade é
expresso em porcentagem!
Anotações das aula do professor Bruno do Departamento de Engenharia Civil - UFV