Predição do módulo de elasticidade estático de <i>Eucalyptus</i> sp. por meio de duas técnicas não destrutivas

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5902/1980509870019

Palavras-chave:

Avaliação não destrutiva, Ultrassom, Stress wave

Resumo

Os ensaios não destrutivos que utilizam o princípio de propagação de ondas têm potencial para predizer as propriedades mecânicas da madeira ainda em campo, se conhecida as variáveis deste processo. Este trabalho teve o objetivo de estimar o módulo de elasticidade à flexão estática da madeira de Eucalyptus sp., por meio de duas técnicas não destrutivas: ultrassom e stress wave. Para tal foram usados 60 corpos de provas com dimensões nominais de 2,5 x 2,5 x 57,5 cm (tangencial x radial x longitudinal), estando na umidade de equilíbrio. Os testes não destrutivos foram realizados por meio de um equipamento de ultrassom e um de ondas de tensão, enquanto que os testes destrutivos de flexão estática foram realizados em uma máquina universal de ensaios. Os resultados experimentais mostraram que os módulos de elasticidade obtidos pelas técnicas não destrutivas foram superiores à obtida pela técnica destrutiva. Os modelos matemáticos ajustados apresentaram erro padrão da estimativa (Syx) de 11,39 e 10,78%. Logo, houve correlação média positiva entre o módulo estático e dinâmico. As técnicas de ondas de tensão e ultrassom podem ser empregadas com o intuito de estimar o módulo de elasticidade da madeira de Eucalyptus sp.

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Biografia do Autor

Romário Alves Carvalho, Universidade Federal do Espírito Santo

Possui graduação em Engenharia Química (2012) pelo Centro Universitário Tupy de Joinville-SC, mestrado em Engenharia Química (2017) pela Universidade Federal do Espírito Santo e doutorado em Ciências Florestais (2022) pela Universidade Federal do Espírito Santo. 

Gilson Fernandes da Silva, Universidade Federal do Espírito Santo

Possui graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Federal de Viçosa (1992), mestrado em Ciências Florestais pela Universidade Federal de Viçosa (1995), doutorado em Ciências Florestais pela Universidade Federal de Viçosa (2001), pós-doutorado pela Universidade de Brasília-UnB (2002) e pós-doutorado pela Universidade da Flórida, Estados Unidos (2013). 

Christiano Jorge Gomes Pinheiro, Universidade Federal do Espírito Santo

Graduado em Física pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2002). Titulado mestre (2004) e doutor (2008) em Engenharia Nuclear pelo Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (COPPE/UFRJ) e pelo ICTP Abdus Salam Itália. 

Leonor da Cunha Mastela, Universidade Federal do Espírito Santo

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Juiz de Fora (2003) e mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal Fluminense (2004). Doutorado em Ciências Florestais pelo Programa de Pós-graduação em Ciências Florestais da Universidade Federal do Espírito Santo.

Clara Gaspar Fossi de Souza, Universidade de São Paulo

Engenheira Industrial Madeireira pela Universidade Federal do Espirito Santo (UFES). Com interesse em Transformação Mecânica e Produção (serrarias e unidades de beneficiamento), Desenvolvimento de Projetos e Produtos, na Qualidade da Madeira como Matéria Prima, Secagem da Madeira, Energia de Biomassa Florestal, Acabamentos de Produtos Madeireiros e Derivados, Produção de Poupa Celulósica e Papel, Estruturas de Madeira. Além disso na área de Administração, Economia e Marketing.

Alehando Lopes Gamas, Universidade Federal do Espírito Santo

Atualmente cursando Engenharia Florestal na Universidade Federal do Espirito Santo - UFES campus Alegre. Participando de Projeto de Iniciação científica que tem por objetivo Estimar a densidade da madeira de Ecucalipto obtida a partir de avaliações acústicas empregando a equação de propagação de ondas longitudinais em meios elásticos.

Pedro Gutemberg de Alcântara Segundinho, Universidade Federal do Espírito Santo

Graduado em Engenharia Civil pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2002) - FEIS, Mestrado em Engenharia Civil (Área: Estruturas) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2005) - FEIS e Doutorado em Ciências (Área: Estruturas) pela Universidade de São Paulo (2010) - EESC.

Referências

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7190: projeto de estruturas de madeira. Rio de Janeiro, 1997. 107 p.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT (2007). NBR 15521 - Ensaios não destrutivos - ultrassom - Classificação mecânica de madeira serrada de dicotiledôneas. Rio de Janeiro, 2007.

ALLISON, R. B.; WANG, X.; SENALIK, C. A. Methods for Nondestructive Testing of Urban Trees. Forests, v. 11, n. 12, p. 1341, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.3390/f11121341

BORŮVKA, Vlastimil; NOVÁK, David; ŠEDIVKA, Přemysl. Comparison and analysis of radial and tangential bending of softwood and hardwood at static and dynamic loading. Forests, v. 11, n. 8, p. 896, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.3390/f11080896

CADEMARTORI, P. H. G. de; MISSIO, A. L.; GATTO, D. A.; BELTRAME, R. Prediction of the modulus of elasticity of Eucalyptus grandis through two nondestructive techniques. Floresta e Ambiente, v. 21, n. 3, p. 369-375, 2014. Disponível em: https://doi.org/10.1590/2179-8087.042313

CANDIAN, Marcela; SALES, Almir. Aplicação das técnicas não-destrutivas de ultra-som, vibração transversal e ondas de tensão para avaliação de madeira. Ambiente construído, v. 9, p. 83-98, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.1590/s1678-86212009000400519

CARRASCO, E. V. M.; VARGAS, C. B.; SOUZA, M. de F.; MANTILLA, J. N. R. Avaliação das características mecânicas da madeira por meio de excitação por impulso. Matéria, Rio de Janeiro, v. 22, 2017. Disponível em: https://doi.org/10.1590/S1517-707620170005.0272

COUTO, A. M.; MONTEIRO, T. C.; TRUGILHO, P. F.; LIMA, J. T. Influence of physical-anatomical wood variables on charcoal physical–mechanical properties. Journal of Forestry Research, p. 1-8, 2022.

DUONG, D. V.; SCHIMLECK, L.; TRAN, D. L.; VO, H. D. Radial and among-clonal variations of the stress-wave velocity, wood density, and mechanical properties in 5-year-old Acacia auriculiformis clones. BioResources, v. 17, n. 2, p. 2084, 2022. DOI:10.15376/biores.17.2.2084-2096

FATHI, H.; KAZEMIRAD, S.; NASIR, V. Lamb wave propagation method for nondestructive characterization of the elastic properties of wood. Applied Acoustics, v. 171, p. 107565, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2020.107565

FATHI, H.; NASIR, V.; KAZEMIRAD, S. Prediction of the mechanical properties of wood using guided wave propagation and machine learning. Construction and Building Materials, v. 262, p. 120848, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120848

GARCIA, R. A.; CARVALHO, A. M. de; LATORRACA, J. V. de F.; MATOS, J. L. M. de; SANTOS, W. A.; SILVA, R. F. de M. Nondestructive evaluation of heat-treated Eucalyptus grandis Hill ex Maiden wood using stress wave method. Wood Science and Technology, Berlin, v. 52, p. 41–52, 2012. Disponível em: https://doi.org/10.1007/s00226-010-0387-6

GUAN, C.; LIU, J.; ZHANG, H.; WANG, X.; ZHOU, L. Evaluation of modulus of elasticity and modulus of rupture of full-size wood composite panels supported on two nodal-lines using a vibration technique. Construction and Building Materials, v. 218, p. 64-72, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.05.086

GUPTA, M.; KHAN, M. A.; BUTOLA, R.; SINGARI, R. M. Advances in applications of Non-Destructive Testing (NDT): A review. Advances in Materials and Processing Technologies, p. 1-22, 2021.

KHARRAT, W.; KOUBAA, A.; KHLIF, M.; BRADAI, C. Intra-ring wood density and dynamic modulus of elasticity profiles for black spruce and jack pine from X-ray densitometry and ultrasonic wave velocity measurement. Forests, v. 10, n. 7, p. 569, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.3390/f10070569

MEDEIROS NETO, P. N.; PAES, J. B.; SILVA, J. G. M. Efeito do teor de umidade na determinação do módulo de elasticidade da madeira por técnica não destrutiva. Scientia Forestalis, Piracicaba, v. 44, n. 112, p. 917-924, 2016. DOI: dx.doi.org/10.18671/scifor.v44n112.13.

MELO, R. R. de; BARBOSA, K. T.; BELTRAME, R.; ACOSTA, A. P.; PIMENTA, A. S.; MASCARENHAS, A. R. P. Ultrasound to determine physical-mechanical properties of Eucalyptus camaldulensis wood. Wood Material Science & Engineering, v. 16, n. 6, p. 407-413, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.1080/17480272.2020.1830435

MIRBOLOUK, P.; ROOHNIA, M. Evaluation of dynamic modulus of elasticity of medium density fiberboard panel from longitudinal vibration tests on specimens. BioResources, Raleigh, v. 10, n. 1, p. 613-621, 2015.

MVOLO, C. S.; STEWART, J. D.; KOUBAA, A. Comparison between static modulus of elasticity, non-destructive testing moduli of elasticity and stress-wave speed in white spruce and lodgepole pine wood. Wood Material Science & Engineering, p. 1-11, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.1080/17480272.2021.1871949

QIN, J.; LIU, X.; ABEELE, K. Van Den; CUI, G. The study of wood knots using acoustic nondestructive testing methods. Ultrasonics, v. 88, p. 43-50, 2018. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.ultras.2018.01.004

ROSS, R. J. Nondestructive evaluation of wood: second edition. General Technical Report FPL-GTR-238. Madison, WI: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory.169 p. July 2015.

SCHIMLECK, L.; DAHLEN, J.; APIOLAZA, L. A.; DOWNES, G.; EMMS, G.; EVANS, R.; MOORE, J.; PÂQUES, L.; BULCKE, J. Van den; WANG, X. Non-destructive evaluation techniques and what they tell us about wood property variation. Forests, v. 10, n. 9, p. 728, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.3390/f10090728

SEGUNDINHO, P. G. de A.; OLIVEIRA, R. G. E. de; GONÇALVES, F. G.; LOPES, N. F.; ALVES, R. C.; AZEVEDO, M. S. de. Avaliação da madeira do híbrido de Eucalyptus grandis× Eucalyptus urophylla para utilização em madeira lamelada colada. Revista Matéria, v. 26, n. 3, 2021.

SHOKRIEH, M. M.; MOHAMMADI, A. R. G. Non-destructive testing (NDT) techniques in the measurement of residual stresses in composite materials: an overview. In: SHOKRIEH, M. M. (Org.). Residual stresses in composite materials. Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2014. p. 58-75. Disponível em: https://doi.org/10.1533/9780857098597.1.58

SILVA, C. J.; VALE, A. T.; MIGUEL, E. P. Densidade básica da madeira de espécies arbóreas de Cerradão no estado de Tocantins. Pesquisa Florestal Brasileira, [S. l.], v. 35, n. 82, p. 63–75, 2015. DOI: 10.4336/2015.pfb.35.82.822.

SOUSA, W. C. S.; BARBOSA, L. D. J.; SOARES, A. A. V.; GOULART, S. L.; PROTÁSIO, T. D. P. Wood colorimetry for the characterization of amazonian tree species: A subsidy for a more efficient classification. Cerne, v. 25, p. 451-462, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.1590/01047760201925042650

WANG, X. Acoustic measurements on trees and logs: a review and analysis. Wood Sci Technol, v. 47, p. 965-975, 2013.

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Publicado

15-09-2023

Como Citar

Carvalho, R. A., Silva, G. F. da, Pinheiro, C. J. G., Mastela, L. da C., Souza, C. G. F. de, Gamas, A. L., & Segundinho, P. G. de A. (2023). Predição do módulo de elasticidade estático de <i>Eucalyptus</i> sp. por meio de duas técnicas não destrutivas. Ciência Florestal, 33(3), e70019. https://doi.org/10.5902/1980509870019

Edição

v. 33 n. 3 (2023): Publicação Contínua

Seção

Artigos

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