Análise do nível de condutividade elétrica

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Aliadapotencial
A condutividadeelétricavemseconfigurandocomoumagrandeferramentaà
agriculturadeprecisão.Umaaliadaimportantena avaliaçãodavariabilidade
espacialdosoloena definiçãodasunidadesdegerenciamentodeumaárea
T:dasasatividadesquegiramemtorno dosconceitosda agricul-turadeprecisãovisamogerenci-
amentoda lavouraconsiderandoa suade-
suniformidadee,porisso,utilizamtécnicas
otimizadorasdeinsumos,quepermitemdi-
minuiçãonoscustosdeprodução.Técnicas
comoaaplicaçãolocalizadadefertilizantes,
defensivosagrícolasenovasformasdemo-
nitoramentode característicasdossolose
deoutrosfatoresdeproduçãofornecemin-
formaçõesquepermitemummelhorgeren-
ciamentoda lavourae, emúltimainstân-
cia,resultamnum maiorrendimentoeco-
nômicoporáreacultivada.
Novas tecnologiasde sensoriamento
próximoou remotodefatoresdomeioam-
biente,primordiaisna produçãoagrícola,
estãoconstantementesendogeradas,aper-
feiçoadase difundidasno meiorural, e o
conceitodegerenciamentolocalizadodefen-
dido pela agriculturade precisãoutiliza
muitasdessastecnologias.Desta,osmoni-
toresde produtividadereceberama maior
atençãonosprimeirosanosde pesquisae
de utilizaçãono campo.Issoconstituium
bominícioparaa investigaçãodavariabili-
dadeespacialdosfatores,a partirdavariá-
veldependentedasdemais,a produtivida-
deagrícola.Ela é o resultadofinal dopro-
cessoprodutivo,o qualsedesejaotimizar,
sejaatravésda reduçãona quantidadede
insumosaplicados,sejaatravésdamaximi-
zaçãodaprodução,enfim,maximizandoos
lucros.
A partirdainformaçãodavariabilidade
espacialdaprodutividade,apróximaetapa
no ciclodaagriculturadeprecisãoé então
investigaraspossíveiscausasdessavariabi-
lidade.Uma dascausasprimáriastemsido
atribuídaà fertilidadedo solo,a qual,para
seravaliada,necessitadetécnicasdeamos-
tragememgrandequantidade,especialmen-
tequandodapráticado gerenciamentolo-
calizado.No entanto,o custodeanálisede
umagrandequantidadedeamostrasemla-
boratórioé,emmuitoscasos,proibitivo.Por
isso,naprática,realiza-seumaamostragem,
porvezes,emnúmeroinsuficienteparacap-
tarcomníveldeprecisãosatisfatórioo mo-
delodavariabilidadeespacialdosolo.
Devidoa essanecessidadedeobtenção
degrandenúmerodeamostras,umasérie
deidéiasdesensoresparamonitoraro solo
temsidoproposta,algumasjá em caráter
~xperimentalou parautilizaçãocomercial.
E ocasodosdiferentesmodelosdesensores
decondutividadeelétrica.
UNIDADESDEGERENCIAMENTO
Como afirmaramMyersetalo(2000),
'1\resoluçãoespacialda informaçãopossí-
veldeserobtidacomaagriculturadepreci-
Valtra
-.
"Informaçõessobrea área devemser coletadas,com alta resolução,com
restriçõesde tempo para coletaros dados e de custo de aquisição dos mesmos"
sãoexigemétodosrápidose precisospara
mapeara produtividadepotencialde uma
área.Informaçõessobrea áreadevemser
coletadas,comaltaresolução,comrestrições
detempoparacoletarosdadose custode
aquisiçãodosmesmos.A informaçãocole-
tadadeveserelacionar,dealgumaforma,
coma fisiologiada planta,permitindore-
tornoprevisíveldocapitaletrabalhoinves-
tidosno gerenciamentolocalizadodascul-
turaspropostopelaagriculturadeprecisão".
Poressesmotivos,acondutividadeelétrica
tem,recentemente,atraídoa atençãopor
ser um métodorápidoe custo-efetivode
indicaravariabilidadeno solo.
Discute-selargamentea estratégiade
utilizarunidadesdegerenciamento("zonas
demanejo"),que,no contextoda agricul-
turadeprecisão,sãoreferentesaregiõesge-
ográficasquepossuematributosderelevoe
desolocommenorheterogeneidadee são,
assim,tratadasdiferenciale permanente-
A induçãoeletromagnéticaéummétodosemcontatoe
podeserpreferidoseo revolvimento
dosolonãoé desejável.Umdesses
equipamentos.comerciale largamen-
te utilizadonaagricultura,medeaté
umaprofundidadede1.20mquando
posicionadonaverticaleaumapro-
fundidadedeaté0,30mquandona
posiçãohorizontal.Paraasuautiliza-
çãoemcamponacoletadeleituras
contínuassãonecessáriosumcoletor
dedadosexternoeumaestruturanão
metálicaquepermitaseudeslocamen-
tosobreosolo,rebocadoporumveí-
culoqualquere suficientementedis-
tantedeste.
Protótipode umdispositivofeitocomtubosde
PVCservecomoveículoparao sensorde
condutividadeelétrica,testadona Esalq/USP
~~
mentea partirda suademarcação.O de-
senvolvimentode estratégiasagronômicas
específicasparaessasáreas,sujeitasacom-
binaçõesúnicasdefatoreslimitantesdapro-
dutividadedasculturas,permiteumgeren-
ciamentomaisprecisodasquantidadesde
insumosaseremaplicadasnelas.No entan-
to, o desafiode determinaressasáreasé
grande,devidoaoscomplexosfatoresque
afetama produtividadedasculturas.
Com o intuitodedeterminaressasuni-
dadesdegerenciamento,váriosmétodostêm
sidopropostos,envolvendomapeamentoda
produtividade,datopografia,deimagensdo
dosseldasculturas,daspropriedadesfísi-
co-químicasdo soloe deoutras.Em anos
recentes,a condutividadeelétricado solo
temsidopropostacomoumamaneiraal-
ternativadeseavaliaravariabilidadeespa-
cialdeste,eapartirdela,porexemplo,defi-
nirem-seasunidadesdegerenciamentoem
umaárea.
CONDUTlVIDADEELÉTRICADOSOLO
A condutividadeelétricaé a habilidade
queum materialteme~ transmitir(con-
duzir)correnteelétrica.E umapropriedade
o sensor mede até uma profundidade de 0,30 m na
horizontal e até 1,20 m na vertical,e umconjuntade
dois sensoresfaz as duas leituras ao mesmotempo
intrínsecado material,assimcomooutras
propriedades,comodensidadeouporosida-
de.Na opiniãodeBohnetaI. (1982),osolo
podeserconsideradocomoum recipiente
truncadoparasoluçãoeletrolítica,comoum
condutorpossuindoumpercursotortuoso,
ouumgrandenúmerodepercursosdecon-
duçãodecomprimentose seçõestransver-
saisvariáveis.
O solopodeconduzircorrenteelétrica
atravésdaáguaintersticial,quecontémele-
trólitosdissolvidos,eatravésdoscátionstro-
cáveisqueresidempertoda superfíciede
partículasdesolocarregadasesãoeletrica-
mentemóveisemváriosníveis(Nadler&
Frenkel,1980).RhoadesetaI.(1989)apre-
sentamum modelode condutividadeelé-
tricaquedescreveacondutânciaatravésde
trêsviasatuandoemparalelo:.condutânciaatravésde camadasal-
temantesdepartículasdosoloeentreos
limitesdesuassoluções;.condutânciaatravésde soluçõesdo
~--" .
~
-
solocontínuas;.condutânciaatravésouentresuperfí-
ciesdepartículasdosoloemcontatodireto
entreelas.
Na ausênciadesaisdissolvidosnaágua
presentenasegundavia,condutividade,tex-
turaeumidadesecorrelacionammuitobem
entresi.
EQUIPAMENTOSPARAMEDIÇÃO
OS doisprincipaismétodosutilizados
paramediçãodacondutividadeelétricadi-
retamenteno camposãoo deinduçãoele-
tromagnéticae o métodoporcontatodire-
to,cujaunidadeé miliSiemmens/m2(mS/
m2).
O primeiroutilizaum sensorporindu-
E
ssemétodorequerumperfeito
contatoentreo soloecadaum
dosquatroeletrodos,o queé neces-
sárioparaintroduziracorrentenosólo
e mediravoltagemresultante.Ao va-
riaro espaçamentoentreesseseletro-
dos,o alcancedeprofundidadedalei-
turapodeseralterado.Quantomaior
o espaçamentoentre os eletrodos,
maioréa profundidadeda leitura.Di-
ferenteshorizontesdosolopodemser
avaliadosutilizando-semaisdequa-
troeletrodos.Porserummétodoque
fornecevaloresdecondutividadesem
nenhumacalibração,infelizmente,a
resistênciadoseletrodoscomasuper-
fíciedo solopodeaumentarsobcon-
diçõesdesoloseco,o queresultaem
leiturasequivocadasduranteo mape-
amento.
çãoeletromagnética,não penetrante,que
medeacondutividadeelétricadosolo.Essa
tecnologiafoi desenvolvidae vem sendo
utilizadanasáreasdegeologiae geofísicae
consistebasicamentede um eletrodo(bo-
bina)detransmissãoqueésuspensopróxi-
moàsuperfíciedosolo,o qualéenergizado
comumacorrentealternadanumafreqüên-
ciadeáudio.
Issoestabeleceumcampomagnéticoque
induz umafracacorrenteelétricano solo,
quepor suavezgeraum segundocampo
magnéticoaumadistânciaespecíficadoele-
trodo transmissor,Um segundoeletrodo,
receptor,suspenso,geraumacorrentealter-
nadaemrespostaeproporcionalàquelage-
radapeloeletrodotransmissor,masmodifi-
cadapelacondutividadeelétricadosolo.
O segundométodoutilizasensoresquepenetramno solomedindoa suaconduti-
vidadeelétricaaprofundidadesquesãofun-
çãodoespaçamentoentresensoresemcon-
tatocomosolo.Freeland(1989)lembraque
foiWenner(Wenner,F A methodofmeasu-
ringearthresistivity.Fresno:U. S. Departe-
mentofCom.Bur.ofStan.Scien.,1916.Pa-
pers258)o primeiroa apresentarum mo-
deloteóricodessetipodesensor,queposte-
riormenteseriadesenvolvidoeoriginariaos
equipamentoscomerciaisutilizadosnosdias
de hoje.Essemodeloteóricoconsistiada
utilizaçãodequatroterminaisparamedira
resistênciaelétricado solo,queé o inverso
dacondutividadeelétrica.
Um dosequipamentoscomerciaisque
utilizacontatodiretocomo soloparame-
diçãoda condutividadeelétricapossuium
sistemadediscosmetálicoslisosquetrans-
mitemumacorrenteelétricanosoloeutili-
za diferentesespaçamentosentrediscos,
paragerarmediçõesdacondutividadeelé-
tricado soloa profundidadesde0,30m e
0,90m simultaneamente.O equipamento
gravaasmedidasdecondutividadeelétrica
dosolo,quesãogeorreferenciadas,utilizan-
do-seum receptordeGPS. Outroequipa-
mentoutiliza,ao invésdediscoslisos,ro-
dascompontasquefacilitamaindamaisa
penetraçãoem solocobertocompalhada,
alémdeempregartrêsconjuntosdeeletro-
dosparatrêsprofundidadesdeleitura,mais
o conjuntoalimentador.
Algumaspesquisasrealizadasvisando
compararastecnologiasdemediçãodacon-
dutividadeelétricadosoloporinduçãoele-
tromagnéticaeporcontatodiretodemons-
traramboasemelhançaentreambas.
FATORES INTERFERENTES
O soloéumsistematrifásicoconstituí-
dodepartículassólidas,soluçãoear.Quan-
do partículascarregadaseletricamente,in-
cluindocolóidese íons,migramsobinflu-
ênciadeumcampoelétricoaplicado,vários
fatoresfísicosdo solo, incluindo textura,
estruturae conteúdodeágua,podemafe-
taracondutividadeelétrica,interferindona
inter-relaçãoentreaspartículascoloidaise
os íons (Li, 1997).
A condutividadeelétricadosolodepen-
dedeváriosfatores,edentreelespodem-se
j-a.-l
-.
I
i ..-J.
Molin e Castromostramasvantagensdo
sensorde condutividadeelétricapor
induçãoeletromagnética
listar:.teordeágua;.porcentagemdeargila;.materialdeorigemdosolo;.composiçãoquímicada soluçãodo
soloedosíonstrocáveis;.interaçãoentreosíonsnãotrocáveise
os trocáveis;
f
i
I
Condutividadeelétrica
0-30em(mS/m)-1.12-3.42
11
3.42-5.14
5.14-6.92-6.92-11.84
~~
--.......
"O níveldacondutividadeelétricadeumsoloéprincipalmente
devidoaoseuteordeáguaedesaisdissolvidos"
Doisequipamentosdiferentesparamediçãoda
condutividadeelétrica.Umcomdiscoslisos,e outro
comdiscospontiagudos,paraaplicaçãoempalhadas
.porosidade,formatoe tamanhodos
poros;.concentraçãodoseletrólitosna água
dosporos;.temperaturadosolo;.quantidadee composiçãodoscolói-
des;.densidade;.conteúdodematériaorgânica.
Já foi demonstradoque, enquantoa
magnitudedemediçõestemporaisdacon-
dutividadeelétricavariacoma temperatu-
raeaumidadedosolo,oseupadrãoespaci-
alpermanececonstante.Essaconstataçãoé
essencialparaautilizaçãodométododema-
peamentodacondutividadeelétricadosolo
como basepara identificar unidadesde
amostrageme gerenciamentodeste.
A condutividadeelétricadosolodepen-
de em largaescalada soluçãoeletrolítica
existenteno solo.Geralmente,solossecos
têmresistênciamuitoalta.Mineraisdosolo
CEOa30=-2004
84.4-7.4
07.4-8
_8-8.7
_8.7-9.4
89.4-12.1
Teorde argila(%)-8.071-19.61
_19.61-29.75
- 29.75-36.01
- 36.01-49.76
Se a condutividadeelétricadosolovaideixardeserumafer-
ramentaempotenciale passara inte-
graro conjuntodepráticasadotadas
pelaagriculturade precisão,issovai
dependerdeummaiordomíniodasua
relaçãocom fatoresde importância
agronômica,especialmentea textura.
e de serespacialmenteestruturadae
estáveltemporalmente.Empaísescom
tecnologiaagrícolamaisdesenvolvida.
já é largamenteutilizadaporconsul-
toreseagricultores.No Brasilestamos
apenasiniciandoos estudosdereco-
nhecimentodessatécnica.enaEsalq/
USP já existeumalinhade trabalho
com algumasdissertaçõese pesqui-
sasquedão indicaçãode um grande
potencialparaasuautilizaçãoemlar-
gaescala.
aparecemcomoisolantes,apesardequeem
algunssolospodeexistirumapequenacor-
rentesendoconduzidaatravésda superfí-
ciedaspartículas.
Portanto, o nível da condutividade
elétricadeum soloé principalmentede-
vido ao seuteordeáguaede saisdissol-
vidos. Como a salinidadenão é relevan-
teemsolosderegiõescomsuficienteplu-
viosidade,o quese sobressaina mensu-
raçãoé a água,que,por suavez,é mag-
nificada pela textura, a qual interessa
enormementeno diagnósticoparaa de-
finição de unidades de gerenciamento,
por exemplo. GMI
José PauloMolin,
EsalqjUSP
CésarNunesdeCastro,
Brasília (DF)
decooduÜ'ficlodr:r:1~lri(Q dr:Oo30(m obli.
docomI) r:quípomenlopor(onlo!odiretoemIJmo!rilourode
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