Apostila de fisica pratica

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS 
 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DO SOLO 
SETOR DE FÍSICA DO SOLO 
 
 Caixa Postal 37 - TELEFAX (035) 829-1251 CEP 37.200-000 - LAVRAS-MG 
 
 
 
FÍSICA DO SOLO 
PRÁTICA 
 
 
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SOLOS E 
NUTRIÇÃO DE PLANTAS 
 
 
 
Prof. Mozart Martins Ferreira, Dr. 
Prof. Moacir de Souza Dias Junior, Ph.D. 
Júlio César Bertoni, M.Sc. 
Ana Rosa Ribeiro Bastos, M.Sc. 
 
 
 
 
 
 
2000 
 2 
INSTRUÇÕES PARA AS AULAS PRÁTICAS DE FÍSICA DO SOLO 
 
INSTRUÇÕES GERAIS 
1. Ler com atenção as instruções da aula prática antes de tentar conduzi-la. 
2. Anotar quaisquer modificações sugeridas pelo professor, laboratorista ou aluno. 
3. Caso note algum dano ou mal funcionamento na aparelhagem, informe 
imediatamente ao professor. 
4. É necessário lavar ou limpar todo o equipamento usado antes de deixar o 
laboratório. 
5. Os resultados de algumas das aulas práticas deverão ser calculados utilizando as 
planilhas eletrônicas para o cálculo de análise física do solo, as quais devem ser 
adquiridas na Coordenadoria de Extensão da Universidade Federal de Lavras. 
6. Os relatórios deverão ser datilografados e os gráficos deverão ser feitos usando 
qualquer aplicativo disponível no mercado. 
 
INSTRUÇÕES PARA CONFECÇÃO DOS RELATÓRIOS 
 
Os relatórios devem incluir: 
1. Introdução: a introdução deve conter um parágrafo inicial mostrando a 
importância e aplicação do tópico em estudo. A seguir deve-se apresentar uma 
revisão de literatura sobre o assunto em estudo. Finalmente no último parágrafo 
deve-se apresentar o objetivo da aula prática. 
2. Material e Métodos: apresentar uma descrição resumida do material e método 
utilizado. 
3. Resultados e Discussão: neste item deve-se apresentar os dados obtidos na 
forma de tabelas e/ou gráficos os quais deverão ser discutidos com os dados dos 
outros grupos e com os dados constantes na literatura. 
4. Conclusão: apresentar neste item uma apreciação dos resultados. 
 3 
5. Bibliografia: citar a bibliografia consultada, na forma correta. 
6. Apêndice: neste item o aluno deverá desenvolver uma planilha eletrônica para o 
cálculo de suas análises usando os aplicativos QPRO ou EXCEL. Compare os 
resultados obtidos usando as planilhas desenvolvidas neste item com os 
resultados obtidos usado as planilhas desenvolvidas por Dias Junior (1995), 
quando for o caso. 
 4 
AULA PRÁTICA N.º 1 - DENSIDADE DE PARTÍCULAS 
 
A densidade de partícula é uma característica intrínseca do solo, 
dependendo apenas dos constituintes da fração sólida do solo. É determinada pela 
proporção relativa de material mineral e orgânico e suas respectivas densidades. A 
densidade da matéria orgânica varia de 1,0 a 1,3 g cm
-3
, enquanto que a densidade 
da parte mineral varia de 2,50 a 5,20 g cm
-3
. 
 
1.1. Material 
- picnômetro - água destilada 
- bomba de vácuo - estufa elétrica 
- balança analítica (± 0,001 g) - dessecador 
- termômetro - bureta (50 mL) 
- balão volumétrico com rolha esmerilhada (50 mL) 
 
1.2. Métodos 
1.2.1. Método do Picnômetro 
- Pesar aproximadamente 3 g de TFSA, a qual será usada no cálculo do peso do 
solo seco. 
- Pesar aproximadamente 25 g da mesma TFSA e colocar na estufa a 105-110C 
durante 24 horas e determinar a sua umidade. 
- Transferir para o picnômetro as 3 g de TFSA e adicionar água destilada até a 
metade do volume do picnômetro. 
- Colocar o picnômetro nesta condição no dessecador, o qual está acoplado a uma 
bomba de vácuo. 
- Remover todo o ar do picnômetro usando vácuo até que todo o ar do interior do 
picnômetro mais solo seja eliminado, fato este evidenciado quando o 
borbulhamento no interior do picnômetro cessar. 
 5 
- Completar o volume do picnômetro e, a seguir, tampar o picnômetro com a sua 
rolha de tal maneira que o seu capilar seja preenchido por água. 
- Secar o exterior do picnômetro e determinar o peso do conjunto: picnômetro + 
solo dentro + água. 
- Determinar a temperatura da água no interior do picnômetro. 
- Determinar o peso do conjunto: picnômetro + água. 
- Calcular o peso de solo seco contido nas 3 g de TFSA através do uso da 
umidade previamente determinada. 
- Determinar a densidade de partículas. 
 
1.2.2. Método do Balão Volumétrico 
- Aferir o volume do balão volumétrico. 
- Pesar 20 g de TFSE e transferir para balão volumétrico de 50 mL. 
- Colocar na bureta aferida com o balão, álcool etílico até a marca do zero. 
- Colocar no balão com TFSE mais ou menos 25 mL de álcool. 
- Agitar o balão durante 1 minuto, para facilitar a penetração do álcool nos 
capilares do solo. 
- Deixar repousar por 15 minutos e completar o volume do balão com álcool 
etílico. 
- Fazer a leitura do nível de álcool na bureta (L). 
- Determinar o volume de TFSE usando a expressão: V = 50 - L 
- Calcular a densidade de partículas usando a expressão: Dp = 20 / V 
 6 
1.3. Bibliografia 
BLAKE, G.R. & HARTGE, K.H. Particle density. In: Methods of soil 
analysis. Part 1, 2nd ed., Madison, American society of Agronomy, 
1986. pp 377 - 382. 
BOWLES, J.A. Engineering properties of soils and their 
measurements. Third edition. McGraw-Hill Book Company, 
NY, 1986. 
 7 
AULA PRÁTICA N.º 2 - ANÁLISE TEXTURAL PELO MÉTODO DE 
BOUYOUCOS 
 
O método de análise textural sugerido por Bouyoucos (1927) é usado 
quando se deseja uma análise rápida dos constituintes sólidos do solo, sem que seja 
necessária grande precisão. Devido a isso, este método vem sendo utilizado na 
análise de rotina. 
 
2.1. Material 
- Agitador Hamilton Beach ou similar - Balança analítica 
- Becker de 250 mL - Estufa 
- NaOH 1N - Proveta de 1000 mL 
- Hidrômetro - Termômetro 
- Peneira N.º 270 (0,053 mm) - Cronômetro 
- Conjunto de peneiras 
 
2.2. Método 
- Pesar uma dada quantidade de TFSA que corresponda a 50 g de TFSE e colocar 
em copo metálico do agitador e adicionar água destilada até cobrir a amostra. 
- Adicionar 10 mL de NaOH 1N e deixar em repouso por 15 minutos. 
- Adicionar água destilada suficiente para atingir 2/3 da altura do copo metálico. 
- Agitar durante 20 minutos a 6000 rpm. 
- Passar toda a suspensão através da peneira 0,053 mm para proveta de 1000 mL 
e completar o volume da proveta com água destilada. 
- A fração areia deve ser colocada em becker previamente tarado e identificado. 
Levar para secar a 105-110C e determinar o peso seco após esfriar em 
dessecador. 
 8 
- Fracionar a areia total em um conjunto de peneiras colocadas na seguinte ordem: 
1; 0,5; 0,2 e 0,1 mm e expressar o peso retido em cada peneira em porcentagem 
de TFSE. 
- Calcular o tempo de sedimentação da menor partícula de silte, usando a 
expressão: 
t = (9 h ) / [2 (Dp - Df) g r
2
] 
 
Onde: 
t = tempo de sedimentação (s) 
h = profundidade de coleta (cm) 
 = viscosidade da água (poises) 
Dp = densidade de partículas (g cm
-3
) 
Df = densidade da água (g cm
-3
) 
g = aceleração gravitacional no laboratório (g = 978,4221 cm s
-2
) 
r = raio da menor partícula a se sedimentar (cm) 
 
- Homogeneizar com agitador próprio e deixar t minutos em repouso. 
- Após t minutos, coletar a suspensão a uma profundidade de 5 cm. A suspensão é 
coletada em uma proveta de 250 mL. 
- Colocar o hidrômetro e fazer a leitura da argila. Determinar a temperatura da 
suspensão. 
- Em função da temperatura, fazer a seguinte correção da leitura do hidrômetro: 
1) Adicionar 0,2 à leitura do hidrômetro para cada grau acima de 68F 
(temperatura de calibração do hidrômetro). 
2) Subtrair 0,2 à leitura do hidrômetro para cada grau abaixo de 68F. 
- Com a leitura corrigida do hidrômetro, calcular a porcentagem de argila. 
 9 
- Com os resultados da areia total e da argila, calcular por diferença a 
porcentagem de silte 
- Determinar a classe textural. 
- Repetir o procedimento anterior sem a utilização do NaOH e determinar a 
porcentagem deargila dispersa em água. 
- Calcular o índice de floculação. 
 
2.3. Bibliografia 
BOUYOUCOS, G.J. A recalibration of the hydrometer method for making 
mechanical analysis of soil. Am. Soc. Agr. J. 1951. 43:434-438. 
BOUYOUCOS, G.J. An improved type of soil hydrometer. Soil Sci. 1950. 
76:377-378. 
BOWLES, J.A. Engineering properties of soils and their 
measurements. Third edition. McGraw-Hill Book Company, 
NY, 1986. 
DAY, P.R. Physical basis of particle size analysis by the hydrometer 
method. Soil Sci. 1950. 363-374. 
DAY, P.R. Experimental confirmation of hydrometer theory. Soil Sci. 
1953. 75-181. 
GEE, G.W. & BAUDER, J.W. Particle-size analysis. In: Methods of soil 
analysis. Part 1, 2nd ed., Madison, American society of Agronomy, 
1986. pp 383-411. 
 10 
AULA PRÁTICA N.º 3 - ANÁLISE TEXTURAL PELO MÉTODO DA 
PIPETA 
 
O método da pipeta é utilizado universalmente na análise granulométrica do 
solo, devido, principalmente, à sua precisão; entretanto, é um método trabalhoso. 
 
3.1. Material 
- Agitador Hamilton Beach ou similar - Balança analítica 
- Becker de 100 mL - Estufa 
- NaOH 1N - Proveta de 500 mL 
-Hidrômetro - Termômetro 
- Peneira N.º 270 (0,053 mm) - Cronômetro 
- Pipeta de 10 mL - Conjunto de peneiras 
 
3.2. Método 
- Pesar uma dada quantidade de TFSA que corresponda a 10 g de TFSE e colocar 
em copo metálico do agitador e adicionar água destilada até cobrir a amostra. 
- Adicionar 10 mL de NaOH 1N e deixar em repouso por 15 minutos. 
- Adicionar água destilada suficiente para atingir 2/3 da altura do copo metálico. 
- Agitar durante 20 minutos a 6000 rpm. 
- Passar toda a suspensão através da peneira 0,053 mm para proveta de 500 mL e 
completar o volume da proveta com água destilada. 
- A fração areia deve ser colocada em becker previamente tarado e identificado. 
Levar para secar a 105-110C e determinar o peso seco após esfriar em 
dessecador. 
- Fracionar a areia total em um conjunto de peneiras colocadas na seguinte ordem: 
1; 0,5; 0,2 e 0,1 mm e expressar o peso retido em cada peneira em porcentagem 
de TFSE. 
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- Calcular o tempo de sedimentação da menor partícula de silte, usando a 
expressão: 
t = (9 h ) / [2 (Dp - Df) g r
2
] 
Onde: 
t = tempo de sedimentação (s) 
h = profundidade de coleta (cm) 
 = viscosidade da água (poises) 
Dp = densidade de partículas (g cm
-3
) 
Df = densidade da água (g cm
-3
) 
g = aceleração gravitacional no laboratório (g = 978,4221 cm s
-2
) 
r = raio da menor partícula a se sedimentar (cm) 
 
- Homogeneizar com agitador próprio e deixar t minutos em repouso. 
- Após t minutos, pipetar uma alíquota de 10 mL da suspensão a uma 
profundidade de 5 cm. Transferir para uma cápsula tarada e identificada a 
suspensão coletada e levar para estufa a 105-110C durante 24 horas. Esfriar em 
dessecador e determinar o peso do material. 
- Calcular a % de argila de acordo com a orientação abaixo: 
 10 g de TFSE ------------ 500 mL 
 X ------------ 10 mL  X = 0,2 g de TFSE 
 
 0,2 g de TFSE ------------ Y g de Argila + NaOH 
 100 g de TFSE ------------- W 
  W% = 500 Y (argila + NaOH) 
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Sabe-se que 1N de NaOH = 40 g / L 
 40 g de NaOH ------------- 1000 mL (no preparo da solução) 
 X ------------- 10 mL 
 X = 0,4 g de NaOH 
 
 
 0,4 g de NaOH ------------ 500 mL (diluído na proveta) 
 X ------------ 10 mL (pipetado) 
  X = 0,008 g de NaOH 
 
 0,2 g TFSE ------------ 0,008 g de NaOH 
 100 g de TFSE ------------ Z  Z = 4% de NaOH 
 
Logo: % de Argila = W - 4% 
- Repetir a análise sem a utilização do NaOH e determinar o teor de argila 
dispersa em água. 
- Calcular o índice de floculação. 
 
3.3. Bibliografia 
BAVER, L.D. ; GARDNER, W.H. & GARDNER, W.R. Particle size 
analysis. In: -------- Soil Physics, 4ª ed., N.Y., John Wiley & Sons Inc. 
1972. 40-43p. 
GEE, G.W. & BAUDER, J.W. Particle-size analysis. In: Methods of soil 
analysis. Part 1, 2nd ed., Madison, American society of Agronomy, 
1986. pp 383-411. 
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AULA PRÁTICA N.º 4 - DENSIDADE DO SOLO, UMIDADE ATUAL , 
UMIDADE DE SATURAÇÃO, VTP, 
MICROPOROSIDADE e MACROPOROSIDADE 
 
Os monólitos de solo são muito úteis para a avaliação de determinadas 
relações solo-água. Os monólitos de solo devem ser obtidos de tal maneira que 
preserve o mais próximo possível a sua estrutura da natural. 
 
 4.1. Material 
- Amostrador de Uhland - Bandeja para saturação dos monólitos 
- Gaze - Balança 
- Anel elástico - Faca 
- Cilindros - Unidade de sucção 
- Estufa - Torrões de solo 
- Parafina - Aquecedor 
- Fio de linha 
 
4.2. Método 
Retirar uma amostra utilizando o amostrador de Uhland e outra formada de 
torrões, do solo utilizado nas aulas anteriores. As amostras deverão ser numeradas 
para identificação. 
 
4.2.1. Monólito 
- No laboratório, revestir a parte inferior do cilindro contendo o monólito com 
gaze, prendendo-a com um anel elástico. 
- Manter a extremidade do cilindro coberta virada para baixo. 
- Determinar o peso total do conjunto. 
 14 
- Umedecer a amostra colocando-a em uma bandeja contendo 1 cm de altura de 
água. Manter a altura de água constante (tanto quanto possível). Quando a parte 
superior do monólito estiver umedecida por capilaridade, adicionar água à 
bandeja, de modo a apenas cobrir o monólito. Este processo poderá demorar até 
24 horas ou mais. 
- Determinar o peso do monólito saturado, após ter eliminado as gotas de água 
aderidas no cilindro e na gaze. Colocar o monólito na unidade de sucção à 
tensão de 0,06 atm. Após cessar a drenagem, que geralmente ocorre num 
intervalo de tempo de 24 horas, remover o monólito e determinar o seu peso. 
Secar o monólito na estufa (105-110C), até peso constante e determinar o peso 
seco. Determinar o peso e o volume do cilindro, além do peso da gaze mais 
elástico quando secos, saturado e a 0,06 atm. 
- Calcular a densidade do solo, umidade atual, porosidade total calculada, 
microporosidade, macroporosidade, umidade de saturação, porosidade total 
determinada e poros bloqueados. 
 
4.2.2. Torrão 
- Preparar o torrão de modo a deixá-lo mais ou menos arredondado. Amarrar o 
torrão com fio de linha (± 15 cm), pesando-o para determinar o seu peso úmido. 
- Introduzir o torrão na parafina líquida (60C) várias vezes até o recobrimento 
total do torrão. 
- Pesar o torrão com parafina ao ar. 
- Pesar o torrão com parafina imerso em água destilada. 
- Determinar o peso do solo seco e o volume do torrão e a seguir determinar a 
densidade do solo. 
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4.3. Bibliografia 
FERREIRA, M.M. Influência da mineralogia da fração argila nas 
propriedades físicas de latossolos brasileiros. UFV. Viçosa, 1988, 79 p. 
(Tese de Doutorado). 
GROHMANN, F. Porosidade. In: ------ Elementos de Pedologia. Polígono, SP, 
1972. 77-84. 
LEAMER, R.W. & SHAW, B. A simple apparatus for measuring 
noncapillary porosity on an extensive scale. J. Am. Soc. Agron. 
33:1003-1008, 1941. 
OLIVEIRA, L.B. Determinação da macro e microporosidade pela "mesa de 
tensão" em amostras de solo com estrutura indeformada. M.A., 
IPEANE, Boletim Técnico nº 14, P.A.B., 1968, 3:197-200. 
SCARDUA, R. Porosidade livre de água de dois solos do município de 
Piracicaba. SP. ESALQ-USP. Tese de Mestrado, 1972. 83 p. 
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AULA PRÁTICA N.º 5 - ESTABILIDADE DE AGREGADOS EM ÁGUA 
 
A estrutura do solo é uma propriedade física muito importante para o 
desenvolvimento das plantas. Na sua avaliação podem ser usados métodos diretos ou 
indiretos. 
Os métodos diretos são os de observação macro e microscópica. Entre os 
métodos indiretos estão os que usam outras propriedades como critério para avaliar a 
estrutura. Estes métodos usam propriedades tais como: estabilidade de agregados, 
porosidade,permeabilidade, etc. 
Dentre os inúmeros fatores que afetam a agregação do solo, a água é, 
provavelmente, o que mais atenção recebeu pelos pesquisadores. Os estudos 
realizados levaram à conclusão de que as características da agregação que resistem à 
ação da água têm importância e significação para o comportamento do solo em 
condições de exploração agrícola. 
 
5.1. Material 
- Agitador com jogo de peneiras - Placa de Petri 
- Atomizador - Peneiras de 7 e 4 mm 
- Estufa - Balança 
- Dessecador 
 
5.2. Método 
1. Coletar na camada de 0-30 cm de profundidade uma amostra de 
aproximadamente 500 g formada de torrões. 
2. No laboratório, secar a amostra ao ar com cuidado de não deformá-la. 
3. Utilizar para análise de agregado, fração que passa em peneira de 7 mm e fica 
retida na de 4 mm. 
4. Em quatro placas de Petri devidamente identificadas, pesar 25 g da amostra. 
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5. Em duas amostras, fazer um pré-tratamento que consiste no umedecimento lento 
com um atomizador, realizando a análise após 2 horas. 
6. Transferir a amostra para a peneira superior do aparelho de peneiramento em 
água e agitar durante 15 minutos. 
7. Secar em estufa a 105-110C por 24 horas e determinar o peso de agregado em 
cada classe de tamanho, exprimindo-o em porcentagem da amostra inicial. 
8. Para as duas placas de Petri que não sofreram pré-tratamento, seguir a 
metodologia partir do item 6. 
9. Após a pesagem dos agregados de cada placa de Petri, colocá-los no copo do 
agitador mecânico e adicionar 10 mL de NaOH 1N, adicionar água até 1/3 do 
copo metálico e agitar durante 5 minutos. 
10. Passar a suspensão através do mesmo jogo de peneiras utilizado no ensaio 
determinando o peso da areia retido em cada peneira. 
11. Calcular a porcentagem de agregados estáveis conforme descrito na apostila de 
aula teórica página 42. 
 
5.3. Bibliografia 
GROHMANN, F. Análise de agregados de solos. Bragantia. 1960, 19(13):201-213. 
KEMPER, W.D. Aggregate stability. In: -------- Methods of soil analysis. 
Part 1. 1986. 425-442. 
Dias Junior, M. de S. Notas de aula de física de solo. UFLA, Lavras, 1996. 168p. 
 
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AULA PRÁTICA N.º 6 - CONSISTÊNCIA DO SOLO 
 
Com a crescente utilização de máquinas agrícolas no preparo do solo ou na 
aplicação de tratos culturais ou até mesmo na colheita, observou-se uma maior 
incidência de tráfego nas áreas cultivadas. Além disso, este tráfego é feito muitas das 
vezes sem o menor controle da umidade do solo, a qual, entre outros parâmetros, é 
um dos principais condicionadores da capacidade de suporte de carga dos solos. 
Portanto, modificações na consistência do solo devido à variação da umidade afetará 
diretamente a resistência do solo ao preparo, bem como sua capacidade suporte de 
carga e sua resistência à compressão. Assim, o manejo adequado da umidade é de 
importância fundamental para evitar a compactação dos solos. Portanto, espera-se 
que o conhecimento dos limites de consistência dos solos poderá ser de grande valia 
na tomada de decisões de quando determinadas operações agrícolas deverão ser ou 
não realizadas. 
Os limites de consistência são valores de umidades que separam os estados 
de consistência de um solo. Assim, o limite de liquidez separa o estado líquido do 
plástico; o limite de plasticidade separa o estado plástico do semi-sólido e o limite de 
contração o estado semi-sólido do sólido. 
 
6.1. LIMITE DE LIQUIDEZ 
6.1.1. Material 
- Aparelho e cinzel de Casagrande - Balança 
- Estufa - Cápsula de porcelana e de alumínio 
- Espátula - Água destilada 
 
6.1.2. Calibração do aparelho de Casagrande 
- Calibrar a altura máxima de elevação do ponto da concha que bate na base 
utilizando o calibrador próprio a uma altura de 1 cm. 
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- As demais condições para um bom funcionamento do aparelho já foram 
previamente verificadas pelo responsável pelo laboratório de física do solo. 
 
6.1.3. Método 
1. O ensaio deverá ser realizado com material de solo que passa na peneira 40 
(abertura 0,42 mm). 
2. Colocar em uma cápsula de porcelana cerca de 400 g de solo, adicionar água 
destilada suficiente para formar uma pasta. Cobrir a cápsula de porcelana com 
plástico e deixar 24 a 48 horas em repouso. Em outra cápsula de porcelana 
colocar cerca de 400 g de solo, adicionar água destilada suficiente para formar 
uma pasta. Para esta condição o ensaio deve ser feito imediatamente enquanto 
para a primeira condição o ensaio deve ser feito após 24 a 48 horas. Observe 
que parte deste material será usado na determinação do limite de plasticidade. 
3. Com a concha do aparelho de Casagrande na mão, colocar cerca de 50 g de solo 
úmido e alisar a superfície de tal forma a obter uma camada de espessura 1 cm 
na seção mais profunda e com o comprimento máximo de 2/3 do diâmetro da 
concha. 
4. Com o cinzel abrir uma ranhura ao longo do plano de simetria do aparelho. O 
cinzel deve permanecer normal à concha durante o movimento de abertura. 
5. Colocar cuidadosamente a concha no aparelho. 
6. Girar a manivela à razão de duas revoluções por segundo e contar o número de 
golpes necessários para que as bordas inferiores da ranhura se unam 1 cm ao 
longo do eixo de simetria. 
7. Misture novamente o solo na cápsula e repita novamente o item 6. Se a 
diferença entre o número de golpes for de 1 a 2, continuar o ensaio, caso 
contrário repetir o item 6 até que se obtenha a diferença do número de golpes de 
no máximo 2. 
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8. Retirar parte do solo junto às bordas que se uniram e determinar a umidade do 
solo. 
9. Adicionar água destilada à amostra e homogeneizar a pasta. 
10. Repetir os itens 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 até que se tenha 5 pares de valores de 
umidade e número de golpes. Os números de golpes devem estar entre 10 e 40, 
sendo 2 acima e 2 abaixo e um próximo de 25 golpes. 
11. Usando os programas QPRO, ou EXCEL ou SIGMA PLOT, determinar a 
regressão linear do tipo: 
Umidade = a + b log (número de golpes) 
12. O limite de liquidez será a umidade correspondente a 25 golpes. 
 
6.2. LIMITE DE PLASTICIDADE 
6.2.1. Material 
- Placa de vidro com 5mm de espessura e com uma face esmerilhada 
- Estufa 
- Espátula 
- Cilindro comparador com diâmetro de 3 mm 
- Balança 
- Cápsula de porcelana e de alumínio 
- Água destilada 
 
 6.2.2. Método 
1. O ensaio deverá ser realizado com material de solo que passa na peneira 40 
(abertura 0,42 mm). 
2. Usar para este ensaio parte do material preparado no item 2 do ensaio do limite 
de liquidez. 
3. Rolar parte do solo preparado no item 2, com a palma da mão, sobre a superfície 
esmerilhada da placa de vidro. 
 21 
4. Interromper o ensaio quando as seguintes condições forem observadas: 
a) bastonete estiver com diâmetro de 3 mm, 
b) aparecimento de fissuras no bastonete. 
5. Colocar o trecho do bastonete fissurado em cápsula de alumínio e determinar a 
umidade. 
6. Repetir os itens 3, 4 e 5 até obter um mínimo de 5 valores de umidade. 
7. O limite de plasticidade será igual à média aritmética dos valores das umidades. 
 
Nota: O índice de plasticidade será igual à diferença entre o limite de liquidez e o 
limite de plasticidade. 
 
6.3. LIMITE DE CONTRAÇÃO 
6.3.1. Material 
- Recipiente para moldagem do corpo de prova 
- Estufa 
- Espátula 
- Placa de vidro com tripé 
- Balança 
- Cápsula de porcelana e de alumínio 
- Água destilada 
- Mercúrio 
- Parafina 
 
6.3.2. Método 
1. O ensaio deverá ser realizado com material de solo que passa na peneira 40 
(abertura 0,42 mm). 
2. Usar para este ensaio parte do material preparado no item 2 do ensaio do limite 
de liquidez. 
 22 
3. Determinar a umidade inicial da amostra do item 2. 
4. Colocar em uma cápsula de porcelana cerca de 50 g de solo e adicionar água 
destilada o necessário para atingir a umidade correspondente a dez golpes do 
ensaio do limite de liquidez. Veja procedimento semelhante no exercício 
número 3, página24, da apostila da aula teórica. 
5. Homogeneizar a amostra do item anterior. 
6. Untar as paredes laterais e o fundo do recipiente de moldagem, com óleo ou 
vaselina, a fim de impedir a aderência do solo às paredes durante a moldagem e 
secamento inicial. 
7. Colocar no molde uma quantidade de pasta equivalente a um terço do volume 
do molde. 
8. Dar batidas ligeiras do molde em uma superfície dura, espalhando e obrigando o 
ar a sair da pasta. 
9. Repetir o processo até que o molde esteja totalmente preenchido com solo, e 
todo o ar tenha saído. A amostra deve estar saturada. Para verificar esta 
condição, determine o grau de saturação usando a seguinte expressão: 
S = Vágua / Vvazios 
10. Retirar o solo que excede o molde para que o corpo de prova tenha um volume 
inicial conhecido. 
11. Obter a massa do solo e do molde. 
12. Colocar o conjunto na estufa até secagem. 
13. Determinar a massa do molde mais sólidos. 
14. Calcular a umidade de moldagem. 
15. Determinar a massa (Mc) e o volume (Vo) do molde, sabendo-se que: 
Vo = (M1 - Mc) / 13,6 
Onde: 
M1 = massa do molde + mercúrio 
16. Determinar o volume final do corpo de prova seco conforme descrito a seguir: 
 23 
a) Imergir o corpo de prova dentro de uma cuba de mercúrio, utilizando-se 
da placa de vidro com tripé. O mercúrio transbordado será recolhido e 
seu volume será determinado através da expressão: 
Vf = Mhg / 13,6 
b) O volume final do corpo de prova seco será igual ao volume de mercúrio 
transbordado. 
17. Calcular a massa de sólidos pela expressão: 
Ms = Múmido moldagem / (1 + umidade de moldagem) 
18. Calcular o limite de contração (LC) pela expressão: 
LC = [Um - (Vo - Vf) / Ms] Dw 
Onde: 
Um = umidade de moldagem 
Vo = volume inicial do corpo de prova, igual ao volume do molde 
Vf = volume final do corpo de prova seco 
Ms = massa de sólidos 
Dw = densidade da água 
19. Repetir o ensaio de acordo com Dias Junior e Miranda (1998). 
 
6.4. Bibliografia 
BAVER, L.D. The Atterberg consistency constants. J. Am. Soc. Agron. 1930, 
22:935-948. 
BOWLES, J.A. Engineering properties of soils and their measurements. 
Third edition. McGraw-Hill Book Company, NY, 1986. 
DIAS JUNIOR, M.S.; MIRANDA, E.E.V. Metodologia para determinação 
do limite de contração modificada. Ciência e Agrotecnologia, v.22, n.3, 
1998. 
STANCATI, G.; NOGUEIRA, J.B. & VILAR, O.M. Ensaios de laboratório 
em mecânica dos solos. USP. Escola de Engenharia de São Carlos. 
1981.208p.
 24 
 
AULA PRÁTICA N.º 7 - COMPACTAÇÃO DO SOLO – PROCTOR 
NORMAL 
 
A compactação de um solo em laboratório tem a finalidade de determinar a 
curva de variação da densidade do solo em função da umidade, para uma dada 
energia de compactação. 
 
7.1. Material 
- Cilindro e soquete de compactação - Peneiras de aberturas 4,76 e 19,1 mm 
- Balança com capacidade de 10 kg - Balança com capacidade de 1 kg 
- Bandejas metálicas - Destorroador de madeira ou metálico 
- Extrator de amostras - Estufa 
- Cápsulas de alumínio 
 
7.2. Método 
1. Secar a amostra ao ar, caso seja necessário. 
2. Colocar 5 kg da amostra de solo numa bandeja metálica a qual foi previamente 
passada na peneira 4,76 mm. 
3. Determinar a umidade da amostra. 
4. Pulverizar uma pequena quantidade de água ao solo e homogeneiza-lo. 
5. Colocar o solo solto no cilindro até uma altura tal que, o solo após compactado, 
tenha uma altura igual a 1/3 da altura do cilindro. 
6. Com o soquete aplicar 25 golpes tendo o cuidado de distribuir os golpes por 
toda a área do solo dentro do cilindro. 
7. Repetir os itens 5 e 6 mais duas vezes. Observe que o número de camadas 
usadas neste ensaio é igual a 3. 
 25 
8. Terminada a operação de compactação, retirar cuidadosamente o colar. Cuidar 
para que o solo não exceda de 1 cm da borda superior do cilindro e nem que o 
cilindro não fique totalmente preenchido. 
9. Retirar o excesso de solo de tal maneira que o volume do solo seja igual ao 
volume do cilindro. 
10. Determinar a massa do solo + cilindro. 
11. Colocar o cilindro no extrator de amostra e retirar o solo. 
12. Determinar a umidade do solo compactado, retirando do interior do corpo de 
prova, uma amostra que será composta por parte do solo do terço superior, 
médio e inferior. 
13. Após retirada da amostra para determinação da umidade, colocar o restante do 
corpo de prova junto com o restante do solo da bandeja e destorroá-lo. 
14. Determinar a densidade do solo para esta condição de umidade. 
15. Pulverizar uma certa quantidade de água e homogeneizar o solo. 
16. Repetir os itens 5 a 15 até se obter pelo menos 5 pontos, sendo 2 abaixo e dois 
acima e 1 próximo à umidade ótima de compactação. 
17. Obtidos os pares de valores de umidade (eixo X) e densidade do solo (eixo Y), 
plotar o gráfico e traçar a curva que melhor se ajuste aos pontos. 
18. Determinar o valor da densidade do solo máxima (pico da curva) e a umidade 
ótima. 
 
7.3. Bibliografia 
BOWLES, J.A. Engineering properties of soils and their measurements. 
Third edition. McGraw-Hill Book Company, NY, 1986. 
STANCATI, G.; NOGUEIRA, J.B. & VILAR, O.M. Ensaios de laboratório 
em mecânica dos solos. USP. Escola de Engenharia de São Carlos. 
1981.208p. 
ABNT, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Ensaio 
normal de compactação, método brasileiro, NBR 7182, 1982.
 26 
AULA PRÁTICA N.º 8 - COMPRESSIBILIDADE DO SOLO 
 
A facilidade com que o solo não saturado decresce de volume quando 
sujeito a pressões é chamada compressibilidade. A curva de compressão do solo tem 
sido usada como a base para o estudo da compactação (Dias Junior, 1994; Dias 
Junior e Pierce, 1996), pois representa graficamente a relação entre o logaritmo da 
pressão aplicada e algum parâmetro relacionado com o estado de empacotamento do 
solo, mais freqüentemente a densidade do solo (Ds) e/ou índice de vazios (Holtz e 
Kovacs, 1981). Assim sendo, obtendo-se a curva de compressão de um dado solo, 
pode-se fazer inferências sobre a capacidade suporte do mesmo e, 
consequentemente, visando uma agricultura de precisão, traçar mapas de 
trafegabilidade com o objetivo de se evitar compactação adicional do solo. 
 
8.1. Material 
 
- Amostrador de Uhland; 
- Anel volumétrico 
- Gaze; 
- Anel elástico; 
- Latas de alumínio; 
- Fita adesiva; 
- Faca; 
- Bandeja para saturação dos 
monólitos; 
- Água destilada; 
- Unidade de sucção; 
- Extrator de placa porosa; 
- Balança (0,01 g); 
- Papel filtro; 
- Consolidômetro; 
- Cronômetro; 
- Estufa (105-110ºC). 
 
8.2. Método - Ensaio de Compressibilidade 
1. Determinar o peso do anel volumétrico e da lata de alumínio 
 27 
2. Fazendo uso do amostrador de Uhland, retirar uma amostra indeformada (corpo 
de prova) do solo. 
3. Transferir o anel volumétrico, com o corpo de prova, para a lata de alumínio, 
lacrando a mesma para se evitar uma possível alteração da umidade. 
4. No laboratório, com o auxílio da faca, retirar o excesso de solo do corpo de 
prova (determinando-se a umidade atual no material retirado), ajustando a sua 
face superior e inferior para que possua o volume do anel volumétrico. 
5. Determinar o peso do anel volumétrico + corpo de prova e revestir a face 
inferior com gaze, prendendo-a com o anel elástico. 
6. Para os ensaios de compressibilidade com umidades diferentes da umidade 
atual, passar para o item 7, caso contrário, passar para o item 10. 
7. Saturar o corpo de prova com água destilada (conforme aula pratica n.
o 
04), por 
24 horas. 
8. Aplicar ao corpo de prova uma sucção de acordo com a umidade desejada. 
9. Após o fim da drenagem, retirar a gaze e o anel elástico, determinando, então, o 
peso do conjunto anel volumétrico + corpo de prova, verificando se o peso 
corresponde a umidade desejada. 
10. A seguir, colocar sobre as duas faces do corpo de prova, um círculo de papel 
filtro, submetendo a amostra ao ensaio de compressibilidade (Bowles, 1986), no 
consolidômetro.11. Após o encaixe do anel volumétrico + corpo de prova na célula de compressão, 
verificar se o extensômetro e a célula de compressão estão fixados 
adequadamente no consolidômetro, e iniciar a aplicação da primeira pressão, de 
25 kPa, fazendo a leitura no extensômetro, nos tempos de 00”, 15”, 30”, 1’, 2’, 
4’, 8’ e 15’, até se obter 90% da deformação máxima para a pressão aplicada 
(utilizar planilha em anexo) conforme descrito por Holtz e Kovacs (1981). 
12. Assim que se obter 90% da deformação máxima (aos 15 minutos, 
aproximadamente), paralisar o ensaio de compressibilidade, elevando então a 
 28 
pressão para 50 kPa, e reiniciar a leitura. Fazer o mesmo para as pressões de 
100, 200, 400, 800 e 1.600 kPa, ao fim da qual encerrar o ensaio, retirando o 
conjunto anel volumétrico + corpo de prova do consolidômetro, e secando-o em 
estufa a 105-110 
0
C. 
13. Determinar o peso do corpo de prova seco em estufa + anel volumétrico e do 
anel volumétrico, calculando-se a umidade correspondente. 
14. Plotar as densidades no eixo das ordenadas (escala decimal) versus as pressões 
aplicadas no eixo das abcissas (escala logarítmica), obtendo-se a curva de 
compressão do corpo de prova ensaiado. 
15. Obter a pressão de pré-consolidação de acordo com Dias Junior & Pierce 
(1995). 
16. Plotar a pressão de pré-consolidação versus a umidade correspondente, 
ajustando o modelo p= 10 
(a+bU)
 (Dias Junior, 1994; Kondo, 1998). 
 
8.3. Bibliografia 
BOWLES, J.A. Engineering properties of soils and their measurements. 3. Ed. New 
York, McGraw-Hill, 1986. 
DIAS JUNIOR, M.S. Compression of three soils under long-term tillage and wheel 
traffic. East Lansing, Michigan State University, 1994. 114p. (Tese de 
Doutorado) 
DIAS JUNIOR, M.S.; PIERCE, F.J. A simple procedure for estimating 
preconsolidation pressure from soil compression curves. Soil Technol., 8:139-
151, 1995. 
HOLTZ, R.D.; KOVACS, W.D. An introduction to geotechnical engineering. 
Englewood Cliffs, Prentice-Hall, 1981. 733p. 
KONDO, M.K. Compressibilidade de três Latossolos sob diferentes usos. Lavras, 
Universidade Federal de Lavras, 1998. 105p. (Dissertação de Mestrado) 
 29 
AULA PRÁTICA N.º 9 - CURVA CARACTERÍSTICA DE ÁGUA DO 
SOLO 
 
Em solos homogêneos, existe uma correlação contínua entre o potencial 
matricial e a umidade, a qual é descrita pela curva característica de água do solo. 
Para altas umidades, nas quais fenômenos capilares são de importância na 
determinação do potencial matricial, a curva característica depende da geometria da 
amostra, isto é, do arranjo dos poros. Ela passa a ser função da densidade do solo e 
da porosidade. Para baixas umidades, o potencial matricial praticamente independe 
de fatores geométricos, sendo a densidade do solo e a porosidade de pouca 
importância na sua determinação. 
A relação entre o potencial matricial e a umidade do solo não é geralmente 
uma função unívoca. Esta relação pode ser de duas maneiras: 
a) Por secagem, tomando-se uma amostra de solo inicialmente saturada de 
água e aplicando gradualmente sucções maiores; 
b) Por umedecimento, tomando-se uma amostra de solo inicialmente seca ao 
ar e permitindo-se seu umedecimento gradual por redução da sucção. 
Cada método fornece uma curva contínua, mas as duas, em geral, serão 
diferentes. O fenômeno é denominado Histerese. 
 
9.1. Material 
- Água destilada - Unidade de sucção 
- Extrator de placa porosa - Estufa 
- Latas de alumínio - Balança 
- Gaze 
 30 
9.2. Método 
9.2.1. Curva de Secagem 
1. Saturar a amostra com água destilada por 24 horas. 
2. Colocá-la nos respectivos aparelhos para obtenção da umidade às sucções 
correspondentes a 0,02; 0,04; 0,06; 0,1; 0,33; 1; 5 e 15 atm. 
3. Após o equilíbrio, pesar a amostra úmida e levá-la para secagem em estufa a 
105-110C por 24 horas. 
4. Esfriar em dessecador e pesar a amostra seca. 
5. Calcular a umidade gravimétrica, expressando os resultados em porcentagem. 
6. Converter os resultados para umidade volumétrica e plotá-la no eixo X em 
escala natural, enquanto que a sucção deverá ser plotada no eixo Y em escala 
logarítmica. 
 
9.2.2. Curva por Umedecimento 
1. Colocar na unidade de sucção amostra de solo seca ao ar. 
2. Ajustar sucessivamente às sucções de 0,02; 0,04; 0,06 e 0,1 atm. 
3. Após o equilíbrio (aprox. 8 horas) retirar a amostra, pesar e colocá-la em estufa 
a 105-110C para secagem por 24 horas. 
4. Esfriar em dessecador e pesar a amostra seca. 
5. Calcular a umidade gravimétrica, expressando os resultados em porcentagem. 
6. Converter os resultados para umidade volumétrica e plotá-la no eixo X em 
escala natural, enquanto que a sucção deverá ser plotada no eixo dos Y em 
escala logarítmica. 
 
9.3. Bibliografia 
BARBOSA, R.O. Retenção de água de um perfil alfissolo do município de 
Lavras, MG. ESAL, Tese de Mestrado, 103p. 1978. 
 31 
FREIRE, J.C. Retenção de umidade em perfil oxissol do município de 
Lavras, MG. ESALQ/USP, Tese de Mestrado, 76p., 1975. 
HILLEL, D. Soil and water physical principles and processes. NY. 
Academic Press, pp. 63-68, 1972. 
KLUTE, A. Water retention: laboratory methods. In: Methods of soil 
analysis. Part 1, 2nd ed., Madison, American society of Agronomy, 
1986. pp 635-686. 
 
 32 
AULA PRÁTICA N.º 10 - ENSAIO DE PERMEABILIDADE 
 
O coeficiente de permeabilidade pode ser determinado em laboratório 
através dos ensaios de carga constante ou carga variável. O ensaio de carga constante 
se aplica melhor a solos com permeabilidade alta, enquanto que o ensaio de carga 
variável a solos com permeabilidade baixa. 
 
10.1. Ensaio de Carga Constante 
10.1.1. Material 
- Permeâmetro - Balança 
- Estufa - Termômetro 
- Cilindro de Uhland - Latas de alumínio 
 
10.1.2. Método 
1. Com o amostrador de Uhland retirar uma amostra indeformada de solo. 
2. Determinar o diâmetro e altura do corpo de prova. 
3. Determinar a massa do corpo de prova. 
4. Colocar na base do permeâmetro uma camada de areia grossa com espessura 
aproximadamente de 2 cm. 
5. Apoiar o corpo de prova sobre a areia. Colocar parafina não muito quente ao 
redor do corpo de prova a 1/4 da sua altura. 
6. Colocar outra camada de areia até 3/4 da altura do corpo de prova e com 
parafina completar a altura do corpo de prova. 
7. Colocar sobre o corpo de prova uma camada de areia grossa com espessura 
aproximadamente de 2 cm. 
8. Saturar o corpo de prova. O corpo de prova será considerado saturado quando o 
fluxo que entra no corpo de prova for igual ao que sai. 
 33 
9. Determinar o valor da carga que deverá permanecer constante durante o ensaio 
que é igual à distância entre os níveis d'água de montante e jusante. 
10. Coletar cerca de 100 cm
3
 de água em um recipiente graduado, determinando o 
tempo necessário para este preenchimento. 
11. Determinar a temperatura da água durante o ensaio. 
12. Repetir os itens 10 e 11 pelo menos 5 vezes. 
13. Calcular o coeficiente de permeabilidade (K) através da expressão: 
K = (V L) /( A H t) 
Onde: 
V = volume de água percolado no tempo t, em cm
3
 
L = altura do corpo de prova, em cm 
A = área do corpo de prova, em cm
2
 
H = altura de carga, cm 
t = tempo decorrido para percolar o volume V, em segundos 
14. Calcular o coeficiente de permeabilidade a 20C usando a expressão: 
K20 = KT (T / 20) 
 Onde: 
K20 = coeficiente de permeabilidade a 20C 
KT = coeficiente de permeabilidade a TC 
T = viscosidade da água a TC 
20 = viscosidade da água a 20C 
 
10.1.3. Bibliografia 
BOWLES, J.A. Engineering properties of soils and their measurements. 
Third edition. McGraw-Hill Book Company, NY, 1986. 
 34 
STANCATI, G.; NOGUEIRA, J.B. & VILAR, O.M. Ensaios de laboratório 
em mecânica dos solos. USP. Escola de Engenharia de São Carlos. 
1981.208p.