1 - CARACTERIZAÇÃO DE SOLOS - DETERMINAÇÃO DA UMIDADE NATURAL (OBRIGATÓIRO)

Prévia do material em texto

CARACTERIZAÇÃO DE SOLOS EM 
LABORATÓRIO: DETERMINAÇÃO DA 
UMIDADE NATURAL
Apresentação
1. OBJETIVO
Neste experimento, você terá oportunidade de conhecer o ensaio para determinação da umidade 
natural de um solo, baseado no método de secagem em estufa.
 
Ao final deste experimento, você deverá ser capaz de:
utilizar uma balança analítica para pesagem de amostras;•
utilizar uma estufa para secagem de amostras;•
determinar a umidade natural de uma amostra de solo.•
 
2. ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS?
O solo é um elemento de importância fundamental na construção civil. O conhecimento das 
características do solo tem a finalidade de suportar a tomada de decisões técnicas a respeito do 
piso, das fundações, do sistema de drenagem, entre outros elementos da obra. Sendo assim, um 
engenheiro civil deve conhecer o vasto leque de ensaios que podem prever o comportamento do 
solo após a obra finalizada.
 
3. O EXPERIMENTO
Neste experimento, você utilizará dois dos equipamentos utilizados em um laboratório de solos. 
São eles: estufa e balança analítica. No ensaio, você irá determinar a umidade natural do solo, 
através de um procedimento bastante simples utilizando uma estufa e uma balança analítica. Pesa-
se uma amostra de solo em suas condições: úmida e seca. A umidade é calculada pela razão entre a 
massa da água removida e a massa da amostra seca.
 
4. SEGURANÇA
O uso de equipamentos de proteção individual em laboratórios do curso de engenharia civil varia 
de ambiente para ambiente, de acordo com as caraterísticas e os riscos inerentes a cada atividade, 
levando-se em conta os materiais e equipamentos utilizados. Nesta prática recomenda-se: utilizar 
jaleco, calça comprida e sapato fechado.
 
5. CENÁRIO
Ao iniciar o experimento, você encontrará sobre a bancada a estufa, uma balança analítica, além de 
uma amostra de solo já selecionada de acordo com a norma técnica.
Bons estudos.
Sumário teórico
Acesse o sumário:
 
 
VIRTUALAB – SUMÁRIO TEÓRICO 
CARACTERIZAÇÃO DE SOLOS EM LABORATÓRIO: DETERMINAÇÃO DA 
UMIDADE NATURAL 
 
A umidade desempenha um importante papel no comportamento físico-
químico de certos tipos de solos. Assim, a maior ou menor presença de água 
influencia o comportamento plástico das argilas, altera a resistência ao 
cisalhamento do solo, facilita ou dificulta os processos de compactação do solo, 
entre outras alterações. 
A umidade do solo pode ser classificada em dois tipos: a natural e a 
higroscópica. A umidade natural é dada pela razão entre o peso de água contida 
numa amostra de solo e o peso seco dessa amostra. Já no caso da umidade 
higroscópica, admite-se um percentual residual de água que permanece no solo 
quando este é seco ao ar. Esta umidade higroscópica é maior em solos argilosos 
(mais finos) e quase inexistente em solos com maiores granulações, como os 
pedregulhos e areias grossas. 
O procedimento de análise da umidade do solo é normalizado pela ABNT, 
através da norma NBR 6457/2016, em seu anexo A. O método previsto na norma 
é o da secagem em estufa. Neste método, uma amostra do solo, em seu estado 
natural e úmido, é pesada e depois colocada para secar numa estufa até que haja 
constância de massa, indicando que a umidade foi removida. Após a secagem, a 
amostra é novamente pesada e, através do cálculo da razão entre a massa da água 
retirada da amostra e sua massa seca, obtém-se o chamado teor de umidade, 
expresso em porcentagem. 
Roteiro
Acesse o roteiro:
 
 
VIRTUALAB – ROTEIRO DO LABORATÓRIO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
CARACTERIZAÇÃO DE SOLOS EM LABORATÓRIO: DETERMINAÇÃO DA 
UMIDADE NATURAL 
Neste experimento você irá determinar a 
umidade natural de uma amostra de solo 
pela técnica da secagem em estufa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
INSTRUÇÕES GERAIS 
 
 
 
1. Utilize a seção “Recomendações de Acesso” para melhor aproveitamento da experiência 
virtual e para respostas às perguntas frequentes a respeito do VirtuaLab. 
 
2. Caso não saiba como manipular o Laboratório Virtual, utilize o “Tutorial VirtuaLab” 
presente neste Roteiro. 
 
3. Caso já possua familiaridade com o Laboratório Virtual, você encontrará as instruções 
para realização desta prática na subseção “Procedimentos”. 
 
4. Ao finalizar o experimento, responda aos questionamentos da seção “Avaliação de 
Resultados”. 
RECOMENDAÇÕES DE ACESSO 
 
 
 
PARA ACESSAR O VIRTUALAB 
 
ATENÇÃO: 
SEU PRIMEIRO ACESSO SERÁ UM POUCO MAIS LENTO, POIS ALGUNS PLUGINS SÃO BUSCADOS NO 
SEU NAVEGADOR. A PARTIR DO SEGUNDO ACESSO, A VELOCIDADE DE ABERTURA DOS 
EXPERIMENTOS SERÁ MAIS RÁPIDA. 
 
1. Caso utilize o Windows 10, dê preferência ao navegador Google Chrome; 
 
2. Caso utilize o Windows 7, dê preferência ao navegador Mozilla Firefox; 
 
3. Feche outros programas que podem sobrecarregar o seu computador; 
 
4. Verifique se o seu navegador está atualizado; 
 
5. Realize teste de velocidade da internet. 
 
Na página a seguir, apresentamos as duas principais dúvidas na utilização dos Laboratórios 
Virtuais. Caso elas não se apliquem ao seu problema, consulte a nossa seção de “Perguntas 
Frequentes”, disponível em: https://cliente.grupoa.com.br. 
Neste mesmo link, você poderá usar o chat ou abrir um chamado para o contato com nossa central 
de suporte. Conte conosco! 
 
PERGUNTAS FREQUENTES 
 
 
1) O laboratório virtual está lento, o que devo fazer? 
 
a) No Google Chrome, clique em “Configurações” -> “Avançado” -> “Sistema” -> “Utilizar 
aceleração de hardware sempre que estiver disponível”. Habilite a opção e reinicie o 
navegador. 
 
b) Verifique as configurações do driver de vídeo ou equivalente. Na área de trabalho, clique 
com o botão direito do mouse. Escolha “Configurações gráficas” e procure pela 
configuração de performance. Escolha a opção de máximo desempenho. 
Obs.: Os atalhos e procedimentos podem variar de acordo com o driver de vídeo 
instalado na máquina. 
 
c) Feche outros aplicativos e abas que podem sobrecarregar o seu computador. 
 
d) Verifique o uso do disco no Gerenciador de Tarefas (Ctrl + Shift + Esc) -> “Detalhes”. Se 
estiver em 100%, feche outros aplicativos ou reinicie o computador. 
 
2) O laboratório apresentou tela preta, como proceder? 
 
a) No Google Chrome, clique em “Configurações” -> “Avançado” -> “Sistema” -> “Utilizar 
aceleração de hardware sempre que estiver disponível”. Habilite a opção e reinicie o 
navegador. Caso persista, desative a opção e tente novamente. 
 
b) Verifique as configurações do driver de vídeo ou equivalente. Na área de trabalho, clique 
com o botão direito do mouse. Escolha “Configurações gráficas” e procure pela 
configuração de performance. Escolha a opção de máximo desempenho. 
Obs.: Os atalhos e procedimentos podem variar de acordo com o driver de vídeo 
instalado na máquina. 
 
c) Verifique se o navegador está atualizado. 
 
 
 
 
Diretrizes Gerais 
 
1. Materiais necessários 
• Amostra de solo representativa, coletada de acordo com a norma técnica pertinente; 
• Balança semi-analítica; 
• Estufa; 
• 2 bacias para amostras de solo. 
 
2. Procedimentos1 
Passo 1: Observe o seu local de prática, localize os equipamentos necessários e identifique a 
amostra a ser utilizada. 
Passo 2: Utilizando a balança, determine a massa do recipiente vazio. Anote o valor como M3. 
Passo 3: Determine a massa da amostra úmida. Anote o valor como M1. 
Passo 4: Coloque a amostra na estufa. Deixe a amostra com a estufa ligada por 24 h, à 
temperatura de 105 oC, para que a amostra fique seca. 
Passo 5: Após as 24 h, retire a amostra da estufa e pese-a novamente, anotando o valor da 
massa como M2. 
Passo 6: Calcule a umidade natural da amostra, utilizando a expressão abaixo. 
 
𝑤 =
𝑀1−𝑀2
𝑀2− 𝑀3
∗ 100 
 
Onde, 
w = umidade natural em % 
M1 = massa da amostra com recipiente 
M2 = massa da amostra seca com recipiente 
M3 = massa do recipiente vazio 
 
1 Caso você jáesteja familiarizado com o uso dos labs virtuais, siga as instruções e analise os resultados com base 
no questionamento do Item 3. Caso você não tenha dúvidas pode consultar o tutorial da página 4. 
3. Avaliando os resultados 
 
• Analise o resultado e reflita sobre a prática, comparando e identificando diferenças em 
relação à NBR 6457/2016. 
 
• No procedimento acima, determinou-se os três valores de massa indicados na norma 
(M1, M2 e M3). Entretanto, caso se utilizasse a função tara da balança, o cálculo seria 
simplificado. Reflita e proponha um novo procedimento utilizando a função tara. Como 
ficariam os cálculos? 
 
• Na norma, indica-se que a amostra deve ficar na estufa até apresentar constância de 
massa. Neste processo, o laboratorista deve retirar a amostra em intervalos regulares de 
tempo até que não haja mais variação da massa da amostra, indicando que toda a 
umidade foi retirada. Considerando que, na prática realizada hoje, você deixou a amostra 
por 24 h, que erros podem ter sido cometidos em relação ao procedimento previsto na 
NBR 6457/2016? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TUTORIAL LAB VIRTUAL 
 
PASSO 1 
 Reconhecendo o ambiente 
Identifique os equipamentos utilizados, bem como a amostra sobre a mesa. Passe o mouse 
sobre cada elemento da cena para obter informações específicas dos mesmos. 
 
 
 
 
PASSO 2 
 Determinando a massa do recipiente vazio 
Inicialmente, ligue a balança, clicando sobre o botão ligar. 
 
 
 
Para determinar a massa do recipiente, clique sobre a bacia vazia e selecione “Colocar na 
Balança”. 
 
 
 
Anote o valor do recipiente vazio como M3. 
 
 
 
 
Retorne o recipiente vazio para a bancada. 
 
 
 
PASSO 3 
 Determinando a massa da amostra úmida 
 
Pese a massa da amostra úmida. Para tanto, selecione o recipiente com a amostra e escolha a 
opção “Colocar na Balança”. 
 
 
 
Anote o valor indicado pela balança como M1. Depois retorne a amostra para a bancada. 
 
 
 
PASSO 4 
 Removendo a umidade da amostra 
 
Inicialmente, abra a estufa para poder inserir a amostra. Para tanto, clique sobre a estufa e 
selecione “Abrir/Fechar estufa”. 
 
 
 
 
 
Com a estufa aberta, coloque a amostra na mesma. Para tanto, clique sobre a amostra e 
selecione “Colocar na estufa”. 
 
 
Feche a estufa, clicando sobre a porta e selecionando “Abrir/fechar estufa”. 
 
 
 
Ligue a estufa. 
 
 
 
Aguarde 24 h até que a amostra esteja completamente seca. Você poderá acelerar este 
processo, clicando sobre o botão “Pular etapa de espera”. 
 
 
 
PASSO 5 
 Determinando a massa da amostra seca 
 
Desligue a estufa. 
 
 
 
Abra a estufa. 
 
 
 
Retire a amostra seca e a coloque no tampo da bancada. 
 
 
 
Pese a amostra seca. 
 
 
 
 
Anote o valor indicado pela balança como M2. 
 
 
 
PASSO 6 
 Determinando a umidade natural 
 
Determine a umidade natural utilizando a expressão abaixo: 
 
𝑤 =
𝑀1−𝑀2
𝑀2− 𝑀3
∗ 100 
 
Onde, 
w = umidade natural em % 
M1 = massa da amostra com recipiente 
M2 = massa da amostra seca com recipiente 
M3 = massa do recipiente vazio 
 
Retorne ao roteiro principal e responda aos questionamentos 
do Item 3. 
Pré Teste
1) 
Qual dos métodos abaixo é utilizado pela norma NBR 6457 para a determinação da umidade 
natural de uma amostra do solo?
A) Secagem em estufa;
B) Speedy;
C) Método da frigideira.
2) 
Diversos equipamentos são utilizados em laboratórios de caracterização solos. Qual dos 
equipamentos abaixo não é utilizado no procedimento de determinação da umidade natural 
do solo?
A) Agitador de peneiras vibratórias;
B) Balança analítica;
C) Estufa.
3) 
Quando o solo argiloso é seco no ar atmosférico, por maior que seja o tempo de secagem, 
existe uma parcela de água que ainda permanece no mesmo. Qual das alternativas abaixo 
indica o tipo de umidade descrito no enunciado acima?
A) Umidade natural;
B) Umidade artificial;
C) Umidade higroscópica.
4) 
Após o processo de pesagem, secagem e nova pesagem da amostra de solo, visando 
determinar as massas úmida e seca, o teor de umidade é determinado:
A) Através da razão entre a massa da amostra úmida e a massa da amostra seca;
B) Através da razão entre a massa da água removida no processo de secagem e a massa da 
amostra seca;
C) Através da razão entre a massa da amostra seca e a massa da água removida através do 
processo de secagem.
5) 
No método da secagem em estufa, a forma de verificar que a umidade foi removida é:
A) Verificar a constância da massa;
B) Aguardar o tempo de 24h;
C) Identificar a formações de vapores na amostra.
Experimento
Acesse o laboratório:
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
Pós Teste
1) No experimento, sobre a bancada, havia um contendo a amostra e outro recipiente vazio. 
Qual a finalidade do recipiente vazio?
A) Serve de referência, para indicar a massa do recipiente da amostra;
B) Serve para armazenar a amostra após a secagem em estufa;
C) Descarte das amostras finais.
2) No procedimento de secagem em estufa, a amostra deve ser colocada em uma estufa à 
temperatura de:
A) 200 oC;
B) 80 oC;
C) 105 oC.
3) A norma especifica que a amostra deve permanecer na estufa até que apresente constância 
de massa. O período recomendado é entre 16h e 24h até que toda a umidade desapareça. 
No experimento virtual que você realizou, qual o tempo de espera necessário?
A) 12h;
B) 16h;
C) 24h.
4) Embora haja pequenas variações na massa das amostras, o valor encontrado no experimento 
se encontra mais próximo de:
A) 1 kg;
B) 580 g;
C) 100 g.
5) Dentre as alternativas abaixo, qual representa melhor o intervalo de valores de umidade da 
amostra que você testou?
A) Maior que 20%;
B) Entre 12 e 20%;
C) Menor que 12%.