Desenvolvimento e avaliação do uso do Penetrômetro Dinâmico Leve (DPL) adaptado para determinação da condutividade térmica do solo in situ

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Nogari, João Luiz Botega
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: condutividade térmica do solo; dynamic probing light (DPL); energia geotérmica superficial; ensaios in situ; in situ tests; penetrômetro dinâmico leve (DPL); shallow geothermal energy; soil thermal conductivity; solos não saturados; unsaturated soil
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-06062025-162909/

Devido ao crescimento populacional combinado com o aumento da temperatura global, a demanda por energia para climatização de ambientes tem crescido consideravelmente nos últimos anos. Como fonte de energia limpa, a energia geotérmica superficial tem sido utilizada em países da Europa e da América do Norte para esse fim. Esse tipo de energia térmica é explorada por meio de bombas de calor geotérmicas (GSHP) conectadas a tubulações enterradas, que proporcionam a troca de calor de ambientes com o subsolo por meio de circulação de fluido (geralmente água). Mais recentemente, estas tubulações têm sido instaladas em geoestruturas como fundações, paredes de contenção e túneis, conhecidas como geoestruturas termoativas, para reduzir o custo de implantação destes sistemas. Para o dimensionamento de sistemas GSHP, é fundamental conhecer a condutividade térmica do solo de instalação das tubulações trocadoras de calor. Diante desta necessidade, esta pesquisa tem o objetivo de desenvolver e avaliar uma adaptação na ponteira cônica usada no ensaio in situ DPL (Dynamic Probing Light), conhecido como penetrômetro dinâmico leve, para se obter valores de condutividade térmica do solo ao longo da profundidade. O ensaio DPL é tradicionalmente usado para obter parâmetros de resistência do solo para obras geotécnicas. Para a adaptação da ponteira feita nessa pesquisa, foram inseridas resistências elétricas e um sensor de temperatura dando origem ao ensaio T-DPL (Thermal Dynamic Probing Light), usando-se procedimento similar ao do ensaio T-CPT (Thermal Cone Penetration Test). Após a validação do equipamento em modelo reduzido em laboratório em areia, foram realizados ensaios T-DPL no Campo Experimental de Fundações da EESC/USP. Os resultados de condutividade térmica do solo obtidos em laboratório e em campo apresentam valores similares aos obtidos anteriormente usando-se outros métodos experimentais. No mais, os resultados dos ensaios T-DPL indicaram variação da condutividade térmica com a variação sazonal da umidade do solo não saturado do campo experimental da EESC/USP.