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Propagação Indireta e Semidireta de Ondas Ultrassonoras na Estimativa de Propriedades Mecânicas da Madeira

DOI: http://dx.doi.org/10.12953/2177-6830.v02n02a03

http://www.ufpel.tche.br/revistas/index.php/cienciadamadeira/index 

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Diego M. Stangerlin1, Pedro H. G. de Cademartori2, Darci A. Gatto3, Leandro Calegari4, Rafael R. de Melo5, Magnos A. Vivian6 & Karina S. Modes7

 

Resumo: O presente estudo objetivou avaliar o uso do módulo de elasticidade dinâmico obtido por meio de dois métodos de propagação de ondas ultrassonoras como parâmetro na estimativa das propriedades mecânicas de flexão estática (módulos de elasticidade e de ruptura) da madeira de Peltophorum dubium (Spreng.) Taub. Para tanto, utilizou-se um equipamento de ultrassom dotado de transdutores de pontos secos com frequência de aproximadamente 45 kHz. A velocidade ultrassônica foi mensurada em corpos de prova com dimensões de 2,5 x 2,5 x 41 cm por meio dos métodos de propagação indireto e semidireto. A acurácia do método ultrassonoro foi avaliada a partir de testes destrutivos de flexão estática, com determinação dos módulos de elasticidade e de ruptura. Os resultados evidenciaram que apesar das diferenças entre os valores de módulo de elasticidade dinâmico e estático, o uso do ultrassom, ao empregar tanto o método indireto quanto o método semidireto, pode ser uma ferramenta útil para estimativa da propriedade mecânica. No entanto, com relação à estimativa do módulo de ruptura, não foram verificados bons resultados ao utilizar ensaios de ultrassom.

Palavras-chave: ultrassom, transdutores de pontos secos, ensaios não-destrutivos, módulo de elasticidade, módulo de ruptura

 

Abstract: This study aimed to evaluate use of dynamic elasticity modulus obtained by two methods of ultrasound wave propagation as a parameter in the estimative of mechanical properties of static bending (elasticity and rupture modulus) of Peltophorum dubium (Spreng.) Taub wood. For this, was used an ultrasonic equipment with point-contact transducers and 45 kHz frequency. The ultrasonic velocity was measured in specimens with 2.5 x 2.5 x 41 cm through semi-direct and indirect propagation methods. The accuracy of ultrasound method was evaluated from destructive tests of static bending with determination of elasticity and rupture modulus. The results showed that despite differences between the values of dynamic and static elasticity modulus, the use of ultrasound, both the indirect method as the semidirect method, can be used to estimate the mechanical property. However, with respect to the estimation of rupture modulus were not observed good results with use ultrasound tests.

Key words: ultrasonic equipment, point-contact transducers, non-destructive tests, modulus of elasticity, modulus of rupture

 

1 Engenheiro Florestal, M.Sc., Professor Assistente do Instituto de Ciências Agrárias e Ambientais (ICAA), Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT) - Campus de Sinop. Avenida Alexandre Ferronato, 1200, Setor Industrial, CEP: 78550-000 - Sinop, MT. E-mail: stangerlin@ufmt.br
2 Engenheiro Industrial Madeireiro, Mestrando (Bolsista CAPES) pelo Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Universidade Federal de Pelotas (UFPel). Pelotas, RS. E-mail: pedrocademartori@gmail.com
3 Engenheiro Florestal, Dr., Professor Adjunto do Curso de Engenharia Industrial Madeireira, UFPel. Pelotas, RS. E-mail: darcigatto@yahoo.com
4 Engenheiro Florestal, Dr., Professor Adjunto da Unidade Acadêmica de Engenharia Florestal, Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) - Campus de Patos. Patos, PB. E-mail: calegari@cstr.ufcg.edu.br
5 Engenheiro Florestal, M.Sc., Professor Assistente do Curso de Engenharia Florestal, Universidade Federal do Piauí (UFPI) - Campus Professora Cinobelina Elvas. Bom Jesus, PI. E-mail: rrmelo2@yahoo.com.br
6 Engenheiro Florestal, M.Sc., Doutorando em Recursos Florestais, Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” (ESALQ). Piracicaba, SP. E-mail: magnosalan@yahoo.com.br
7 Engenheira Florestal, M.Sc., Professora Assistente do Departamento de Engenharia Florestal, Universidade Federal de Rondônia (UNIR) - Campus de Rolim de Moura. Rolim de Moura, RO. E-mail: ksmodes@gmail.com

 

Literatura Citada

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS (ASTM). ASTM D-143: Standard methods of testing small clear specimens of timber. Annual Book of ASTM Standards, v.4.10, p.24-65, 1994.

BALLARIN, A. W.; NOGUEIRA, M. Determinação do módulo de elasticidade da madeira juvenil e adulta de Pinus taeda por ultra-som. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v.25, n.1, p.19-28, 2005.

BUCUR, V. Acoustics of wood. 2ed. Basiléia: Birkhäuser, 2006. 393p.

BUCUR, V.; BÖHNKE, I. Factors affecting ultrasonic measurements in solid wood. Ultrasonics, v.32, n.5, p.385-390, 1994.

CALEGARI, L. Uso da onda ultra-sônica como meio de controle do processo de secagem da madeira. 2006. 91f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Florestal) - Universidade Federal de Santa Maria, 2006.

CALEGARI, L.; STANGERLIN, D. M.; SANTINI, E .J.; HASELEIN, C. R.; GATTO, D. A.; CARMO, P. I. O.; SILVA FILHO, L. C. P. Avaliação de alguns fatores influentes na velocidade ultra-sônica na madeira. Floresta, Curitiba, v.38, n.4, p.607-615, 2008.

CARRASCO, E. V. M.; AZEVEDO JÚNIOR, A. P. Avaliação não destrutiva de propriedades mecânicas de madeiras através de ultra-som – fundamentos físicos e resultados experimentais. Cerne, Lavras, v.9, n.2, p.178-191, 2003.

EVANGELISTA, A. C. J. Avaliação da resistência do concreto usando diferentes ensaios não-destrutivos. 2002. 219f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2002.

FEIO, A. Inspection and diagnosis of historical timber structures: NDT correlations and structural behaviour. 2006. 219f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) – Universidade do Minho, 2006.

GONÇALEZ, J. C.; VALLE, A. T.; COSTA, A. F. Estimativas das constantes elásticas da madeira por meio de ondas ultra-sonoras (ultra-som). Cerne, Lavras, v.7, n.2, p.81-92, 2001.

GRUNDSTRÖM, F. Non-destructive testing of particleboard with ultra sound and eigen frequency methods. 1998. 58f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Luleå Tekniska Universitet, 1998.

HALABE, U. B.; BIDIGALU, G. M.; GANGARAO, H. V. S.; ROSS, R .J. Nondestructive evaluation of green wood using stress wave and transverse vibration techniques. Materials Evaluation, v.55, n.9, p.1013-1018, 1995.

KAWAMOTO, S.; WILLIANS, R. S. Acoustic emission and acoustic-ultrasonic techniques for wood and wood-based composites - A review. General Tecnical Report FPL-GTR-134. Madison, U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory, 2002. 16p.

MINÁ, A. J. S.; OLIVEIRA, F. G. R.; CALIL Jr., C.; DIAS, A. A.; SALES, A. Avaliação não destrutiva de postes de madeira por meio de ultra-som. Scientia Forestalis, Piracicaba, v.1, n.65, p.188-189, 2004.

NESVIJSKI, E. G. On design of ultrasonic transducers and accuracy of velocity measurements. In: The e-Journal of Nondestructive Testing, v.5, n.2, Berlin: NDT.net, 2000. Disponível em: <http://www.ndt.net/article/v05n02/nesvi/nesvi.htm>. Acesso em: 04/05/2011.

NESVIJSKI, E. G. Dry point contact transducers: design for new applications. In: The e- Journal of Nondestructive Testing, v.9, n.9, Berlin: NDT.net, 2003. Disponível em: <http://www.ndt.net/article/v08n09/nesvi/nevsi.htm>. Acesso em: 04/05/2011.

OLIVEIRA, F. G. R.; CANDIAN, M.; LUCCHETTE, F. F.; CALIL Jr., C.; SALES, A. Avaliação de propriedades mecânicas de madeira por meio de ultra-som. In: PAN AMERICAN CONFERENCE FOR NONDESTRUCTIVE TESTING, 3., 2003, Rio de Janeiro. Anais… Rio de Janeiro: Pan American Conference for Nondestructive Testing, 2003. 5p.

OLIVEIRA, F. G. R.; CANDIAN, M.; LUCCHETTE, F.F.; SALGON, J.L.; SALES, A. Moisture content effect on ultrasonic velocity in Goupia glabra. Materials Research, São Carlos, v.8, n.1, p.11-14, 2005.

PUCCINI, C. T. Avaliação de aspectos de qualidade da madeira utilizando o ultra-som. 2002. 139f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola). Universidade Estadual de Campinas, 2002.

SIMPSON, W. T. Relationship between speed of sound and moisture content of red oak and hard maple during drying. Wood and Fiber Science, Madison, v.30, n.4, p.405-413, 1998.

STANGERLIN, D. M.; GATTO, D. A.; MELO, R. R.; CALEGARI, L.; VIVIAN, M. A.; CASTELO, P. A. R.; BELTRAME, R. Uso do ultrassom para estimativa das propriedades mecânicas da madeira de Peltophorum dubium. Ciência da Madeira, Pelotas, v.1, n.2, p. 44-53, 2010a.

STANGERLIN, D. M.; GONÇALEZ, J. C.; GONÇALVES, R.; SANTINI, E. J.; CALEGARI, L.; GATTO, D. A.; MELO, R .R. Avaliação de tipos de ondas geradas por dois modelos de transdutores para determinação do módulo de elasticidade dinâmico. Floresta, Curitiba, v.40, n.4, p.691-700, 2010b.

TELES, R. F.; DEL MENEZZI, C. S.; SOUZA, F.; SOUZA, M. R. Nondestructive evaluation of a tropical hardwood: interrelationship between methods and physical-acoustical variables. Ciência da Madeira, Pelotas, v.2, n.1, p. 1-14, 2011.

TSOUMIS, G. Science and technology of wood: structure, properties and utilization. New York: Van Nostrand Reinhold. 1991. 494p.

WANG, X.; CARTER, P.; ROSS, R. J.; BRASHAW. Acoustic assessment of wood quality of raw forest materials – a path to increased profitability. Forest Products Journal, Madison, v.57, n.5, p.6-14, 2007.