A Influência da Umidade sobre os Valores de Condutividade Térmica da Subsuperfície

Abstract

No período de janeiro a dezembro do ano de 1992, na cidade de Manaus (AM), foi realizado um estudo sobre a condutividade térmica da subsuperfície. As medidas, realizadas cm laboratório, foram efetuadas em amostras oriundas de dois locais, um essencialmente arenoso e outro fundamentalmente argiloso. As amostras foram coletadas mensalmente, a 1,0 m de profundidade. Durante o período estudado o conteúdo de água nas amostras coletadas variou mensuravclmente. Tais mudanças são atribuídas às variações sazonais da precipitação pluviométrica e evaporação local. A influência do conteúdo de água sobre a condutividade térmica da subsuperfície é mais acentuada quanto maior for o grau de porosidade do material amostrado. As medidas de condutividade térmica foram determinadas em laboratório, através do método do estado transiente de calor, utilizando-se o aparato tipo agulha. Os resultados mostraram que os valores de condutividade térmica referentes às amostras arenosas variaram de 1,71 a 2,38 W/mK, com valor médio de 2,18 ± 0,19 W/mK. Para as amostras argilosas, os valores obtidos variaram de 0,98 a 1,29 W/mK, com valor médio de 1,18 ± 0.09 W/mK. A variabilidade dos resultados obtidos neste trabalho indica que os valores de condutividade térmica dos materiais existentes na zona de aeração estão sujeitos a alterações significativas causadas por fatores variáveis no período de observações. Evidenciou-se que a condutividade térmica, neste caso. pode ser modificada em mais de 30%. dependendo do conteúdo de água dos respectivos materiais. Este fato sugere o cuidado com que os valores deste parâmetro físico deve ser utilizado em estimativas de fluxo térmico cm Geotermia Rasa.

Palavras-chave: condutividade térmica; umidade; geotermia.

The Influence of Moisture on the Subsurface's Thermal Conductivity

The subsurface's conductivity at two sites in Manaus-AM-Brazil was monitored in the period of January to December, 1992. ln order to do that, laboratory measurements were performed on samples collected monthly at each site. The selected sites are representative of sandy and clayish subsurface occurrences at 1.0 m depth. During the period studied the moisture content of the collected samples changed significantly. Such changes may be attributed to the seasonal variation of the local pluviometric precipitation and evaporation. The influence of the moisture content on subsurface thermal conductivity was stronger when the sample material had greater porosity. The thermal conductivities were determined in the laboratory by the heat transient needle type apparatus The results showed that the thermal conductivities of the sandy samples varied from 1.71 to 2.38 W/mK, with an average value of 2.18 ± 0.19 W/mK. On the other samples, the values obtained ranged from 0.98 to 1.29 W/mK, with an average value of 1.18 ± 0.09 W/mK. The variability observed from the above results indicates that the thermal conductivity values of materials existing in the aeration zone were significantly altered by physical variables during the period of observation. This work shows that the thermal conductivity changes may exceed 30% between its extreme values, measured on field samples at natural conditions. Such dependence of conductivity of common materials on moisture content suggests that precautions should be taken when one uses thermal conductivity values from the literature for thermal flux estimates in shallow geothermics in the Amazon.

Kcywords: thermal conductivity; moisture; geothermics.