Avaliação não-destrutiva de propriedades mecânicas de madeiras através da técnica de ultra-som: conceituação teórica e resultados experimentais

AUTOR(ES)

Antonio Pires Azevedo Junior

DATA DE PUBLICAÇÃO

2002

RESUMO

A avaliação não destrutiva de madeiras através da técnica de ultra-som baseia-se nos princípios gerais de propagação de ondas mecânicas em meios materiais. Estes princípios são governados por relações físicas fundamentais, conhecidas como Equação de Christoffel, estabelecidas para um sólido anisotrópico, entre a velocidade de fase, a densidade e as constantes elásticas da madeira. Entretanto, diferentemente de outros sólidos, a propagação de ondas ultra-sônicas em madeiras constitui um fenômeno de considerável complexidade. As constantes de propagação, ou seja, as velocidades (de fase e de grupo) e os coeficientes de absorção são significativamente afetados não somente pela heterogeneidade da composição química, pela sua microestrutura, pela irregularidade na disposição dos elementos anatômicos, inerentes à estrutura biológica da madeira, como também pela sua natureza higroscópica, pela freqüência do transdutor e pela geometria do corpo de prova utilizado. A determinação experimental da velocidade de fase do pulso ultra-sônico ao longo da madeira é consideravelmente difícil. Todavia, ao se propagar através da madeira, a velocidade do pulso (ou velocidade de grupo), assim como a velocidade de fase, pode ser afetada por uma série de fatores que estão intrinsecamente relacionados às propriedades mecânicas daquele material. Dessa maneira, pode-se concluir que seja possível estabelecer relações estatísticas que possam expressar estas propriedades como função daquela velocidade. Com o objetivo de se estabelecer correlações estatísticas entre a velocidade de propagação do pulso ultra-sônico longitudinalmente às fibras e parâmetros físicos e mecânicos de madeiras, foram determinadas, experimentalmente, a velocidade de propagação, a umidade, a densidade aparente, as resistências à compressão paralela e normal às fibras, a resistência ao cisalhamento paralelo às fibras e os módulos de elasticidade longitudinal e normal às fibras. Para esse propósito, foram escolhidas duas espécies de madeiras nativas e uma espécie de madeira de reflorestamento. As espécies nativas escolhidas foram a Manilkara spp e a Hyminaea spp, conhecidas, popularmente, como Maçaranduba e Jatobá e a espécie de reflorestamento foi o Eucalyptus tereticornis, ou, simplesmente, Eucalipto. A escolha destas espécies se baseou no fato de serem madeiras amplamente empregadas nas estruturas correntes. Os dados experimentais obtidos foram, posteriormente, estatisticamente tratados e, por meio de regressão linear múltipla, procurou-se estabelecer aquelas correlações. De posse destas correlações, pode-se estimar e determinar as propriedades mecânicas de madeiras com considerável confiabilidade, sem a necessidade dos laboriosos ensaios destrutivos convencionais.

ASSUNTO(S)

construção de madeira teses. madeiras propriedades mecanicas teses. ondas ultra-sonicas teses. engenharia de estruturas teses.

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