Aplicação de dados experimentais para a obtenção de modelos de solos estratificados em múltiplas camadas

Resumo

Sistemas de aterramento são influenciados por dois fatores principais: a geometria dos eletrodos de aterramentos e a resistividade elétrica do solo. Diante disso, o presente trabalho discute e analisa a modelagem da resistividade elétrica do solo em baixas frequências para aplicações em engenharia elétrica. Para isso, emprega-se o método de Wenner para obter experimentalmente valores de resistividade do solo em diversas profundidades. Em sequência, os dados amostrais são usados para modelar o solo em homogêneos ou estratificados em duas ou três camadas horizontais. Na escolha do modelo adequado para representar as características elétricas do solo, implementam-se estes critérios: simplicidade no qual, se um modelo de solo simples consegue representar o solo de modo satisfatório, ele deve ser utilizado em detrimento de outros modelos complexos; e desvio percentual, em que o modelo de solo é considerado satisfatório para aplicações de engenharia, quando o desvio percentual é inferior a 10% entre os dados amostrais e o modelo do solo. Em observância a tais critérios, intervenções civis de terraplanagem realizadas nos terrenos, como cortes e aterros, podem impactar nos modelos de solos. Assim, a terraplanagem modifica significativamente a expectativa dos valores de resistividade do solo de um terreno e os modelos de solos podem ser capazes de identificar tal situação.

Palavras-chave: Aterramentos. Modelagem de Solos Estratificados. Método de Wenner.

Abstract

Application of experimental data to obtain multi-layer stratified soil models

Grounding systems are influenced by two main factors: the geometry of the grounding electrodes and the electrical resistivity of the soil. In view of this, this paper discusses and analyzes the modeling of the electrical resistivity of the soil at low frequencies for applications in electrical engineering. For this purpose, the Wenner method is used to experimentally obtain soil resistivity values at various depths. Then, the sample data are used to model the soil as homogeneous or stratified in two or three horizontal layers. In choosing the appropriate model to represent the electrical characteristics of the soil, the following Grounding systems are influenced by two main factors: the geometry of the grounding electrodes and the electrical resistivity of the soil. In view of this, this paper discusses and analyzes the modeling of the electrical resistivity of the soil at low frequencies for applications in electrical engineering. For this purpose, the Wenner method is used to experimentally obtain soil resistivity values at various depths. Then, the sample data are used to model the soil as homogeneous or stratified in two or three horizontal layers. In choosing the appropriate model to represent the electrical characteristics of the soil, the following criteria are implemented: simplicity, in which, if a simple soil model can represent the soil satisfactorily, it should be used in preference to other complex models; and percentage deviation, in which the soil model is considered satisfactory for engineering applications, when the percentage deviation is less than 10% between the sample data and the soil model. In compliance with these criteria, civil earthwork interventions carried out on the land, such as cuts and fills, can impact soil models. Thus, earthworks significantly modify the expected soil resistivity values of a site and soil models may be able to identify such a situation.

Keywords: Grounding. Modeling of Stratified Soils. Wenner Method.