Influência de idade da árvore na velocidade de propagação de ondas de ultrassom em peças estruturais de madeira de reflorestamento
Marcus Vinicius Massak
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP M382i
[Influence of the tree age on the velocity of ultrasonic wave propagation and on the modulus of elasticity]
Campinas, SP : [s.n.], 2010.
62 f. : il.
Orientador: Raquel Gonçalves
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola
Resumo: Em 2007 foi aprovada, pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), norma para classificação de madeira de dicotiledônea (NBR 15521, 2007). Essa norma, elaborada com base em ensaios de espécies tropicais com idade média de 45 anos, propõe a classificação de peças estruturais por meio...
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Resumo: Em 2007 foi aprovada, pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), norma para classificação de madeira de dicotiledônea (NBR 15521, 2007). Essa norma, elaborada com base em ensaios de espécies tropicais com idade média de 45 anos, propõe a classificação de peças estruturais por meio de faixas de velocidade de propagação de ondas de ultrassom, associadas à faixas de rigidez. Em 2008 iniciou-se a elaboração de norma equivalente para as coníferas. No entanto, de forma geral, as madeiras de reflorestamento vêm sendo comercializadas com bem menos idade do que as espécies nativas indicando a necessidade de, tanto para a norma já aprovada quanto para a norma em estudo, serem obtidas informações a respeito da influência da idade na velocidade de propagação das ondas de ultrassom. Esse estudo é importante uma vez que, caso as variações de velocidade com a idade não forem acompanhadas por variações de propriedades mecânicas a classificação poderia ser afetada. Considerando-se o exposto, o objetivo principal dessa pesquisa foi avaliar a variação da velocidade de propagação de ondas de ultrassom e a variação das propriedades de resistência e de rigidez de peças estruturais (vigas) de Pinus elliottii e de Eucalyptus grandis em função da idade. As variações de idade foram estudadas de duas diferentes maneiras. Para o Pinus elliottii as peças foram retiradas de 12 árvores com 6 diferentes idades e para o Eucalyptus grandis de 5 árvores, todas de 34 anos, considerando a variação da idade em função do posicionamento de retirada das toras em relação a altura do tronco. Os ensaios de ultrassom nas vigas foram realizados utilizando-se a NBR 15521 (2007) e os ensaios de flexão estática utilizando-se a ASTM D198 (2008). Os resultados demonstraram que, para o Pinus elliottii, os parâmetros obtidos por ultrassom (velocidade de propagação das ondas - VLL e coeficiente da matriz de rigidez - CLL) e o módulo de elasticidade (EM) obtido na flexão estática tiveram o mesmo comportamento de variação com a idade. Para o Eucalyptus grandis não foi possível associar a posição de retirada no tronco com a idade, mas VLL, CLL e EM tiveram o mesmo comportamento de variação com a posição de retirada. O módulo de ruptura obtido na flexão estática (fm) não variou com a idade nem com a posição de retirada. As correlações entre os ensaios não destrutivos e destrutivos foram todas estatisticamente significativas, com coeficientes de correlação superiores para o parâmetro de rigidez (EM). Para o Eucalyptus grandis o enquadramento dos resultados de VLL e EM nas faixas de classificação da NBR 15521 (2007) foi realizado aplicando-se coeficiente de redução de 12% (fator de calibração) aos valores de velocidade obtidos na condição saturada
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Abstract: In 2007 was approved, by the Brazilian Standard Association (ABNT), standard for hardwood grading (NBR 15521, 2007). This standard, based on tests in tropical species with average age 45 years old, proposes grading the hardwood structural sizes lumber based on the ultrasonic velocity...
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Abstract: In 2007 was approved, by the Brazilian Standard Association (ABNT), standard for hardwood grading (NBR 15521, 2007). This standard, based on tests in tropical species with average age 45 years old, proposes grading the hardwood structural sizes lumber based on the ultrasonic velocity ranges associated to the stiffness ranges. In 2008 it was beginning the studies for developing an equivalent standard for softwoods. However, reforestation wood is, in general, put on the market younger than native wood, so it was important, for the cited standard and for the new one, evaluates the influence of the age on the velocity of wave propagation. This study is important because if the variation of the velocity is not follow by the rigidity variation, the grading will be affected. The aim of this research was to obtain technical information about the influence of the tree age on the velocity of ultrasonic wave propagation and on the stiffness and strength of the Pinus elliottii and Eucalyptus grandis structural beams. The age variation was studied using two ways. For Pinus elliottii the beams was cutting from 12 trees with 6 different ages and for Eucalyptus grandis the beam was obtained from 5 trees, all with 34 years old, considering the different ages as a function of the beam position in the trunk. The ultrasonic tests were performed using the NBR 15521 (2007) and the static bending test using the ASTM D198 (2008). The results showed that, for Pinus elliottii, the parameters obtained by the ultrasonic test (velocity of wave propagation - VLL and rigidity coefficient - CLL) and the modulus of elasticity (EM) obtained in bending test had the same pattern of variation with age. For Eucalyptus grandis it was not possible to associate the position of the beam along the trunk with the age, but VLL, CLL and EM had the same pattern of variation with this position. The modulus of rupture obtained in bending (fm) did not present variation with age or with the extraction position. The correlations between nondestructive tests and destructive tests were all statistically significant, with higher correlation coefficients for the stiffness (EM) than for the strength (fm). To use the grade ranges of the NBR 15521 (2007) to the Eucalyptus grandis was necessary to apply 12% as reduction factor (calibrating) in the velocity values obtained in the saturated condition
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