Mário André Ferreira Oliveira - repositorium.sdum.uminho.ptrepositorium.sdum.uminho.pt/bitstream/1822/30345/1/Dissertação... · Mário André Ferreira Oliveira Eficácia do UPV

Mário André Ferreira Oliveira

Eficácia do UPV na avaliação nãodestrutiva de elementos de Castanho

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Universidade do MinhoEscola de Engenharia

Dezembro de 2012

Tese de MestradoCiclo de Estudos Integrados Conducentes aoGrau de Mestre em Engenharia Civil

Trabalho efetuado sob a orientação doProfessor Doutor Jorge Manuel Gonçalves Branco

Mário André Ferreira Oliveira

Eficácia do UPV na avaliação nãodestrutiva de elementos de Castanho

Universidade do MinhoEscola de Engenharia

Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho

iii

AGRADECIMENTOS

Antes de mais gostaria de agradecer às duas pessoas que tornaram possível a realização desta

dissertação. Em primeiro lugar o Professor Doutor Jorge Manuel Gonçalves Branco, meu

orientador, e que me permitiu a realização deste trabalho, mostrando os caminhos certos a

percorrer, pela ajuda concedida e transmissão dos conhecimentos da área estudada. Em

segundo, de igual forma importante, ao Engenheiro Hélder Sousa pela disponibilidade que

sempre apresentou, quer ao longo da campanha experimental quer na escrita deste trabalho,

sugerindo ideias e revisões que certamente ajudaram a levar esta dissertação a bom porto.

Queria agradecer à AOF – Augusto de Oliveira Ferreira & Ca Lda. pela disponibilidade

demonstrada no fornecimento das vigas e na realização de todo o trabalho de corte e

transporte.

Expresso a minha gratidão ao pessoal técnico do Laboratório de Engenharia Civil da

Universidade do Minho, local onde decorreu a campanha experimental, em particular ao Sr.

Matos e ao Marco, cuja boa vontade e ajuda prestada foram fundamentais para levar a cabo

todos os ensaios realizados.

Um agradecimento especial é dirigido aos meus pais e irmãos, que sempre estiveram

presentes e proporcionaram o melhor para mim, dando-me educação e suporte necessário,

fazendo de mim a pessoa que hoje sou. É a eles que dedico este trabalho.

As palavras são poucas para retribuir a sua importância, mas agradeço à Patrícia todo o amor

e apoio incondicional que me deu, estando sempre presente e pronta para ajudar. Muito

obrigado.

Quero agradecer aos meus amigos pelo apoio prestado, conselhos e amizade que fazem com

que tudo seja mais fácil e tolerável. É com estes que grandes momentos são vividos.

A todos o meu sincero e profundo Obrigado.


v

RESUMO

A madeira é um dos materiais mais antigos utilizados na construção, estando por isso presente

numa grande parte das construções históricas existentes. A avaliação das propriedades de uma

estrutura em madeira tem por base o recurso a inspeções visuais realizadas in-situ e a ensaios

não destrutivos, que têm como objetivo estimar as propriedades mecânicas do material em

questão, sem que para isso seja necessário causar qualquer dano relevante à estrutura tratada.

Nesta dissertação, é apresentado um estado de arte geral sobre a avaliação não destrutiva da

madeira que inclui a discussão de vários estudos já efetuados nesta área do conhecimento.

O objetivo geral desta dissertação é a verificação da eficácia dos testes UPV, com diferentes

frequências de onda, na avaliação de elementos de Castanho retirados de uma construção

existente. Para isso, foram realizadas correlações entre ensaios não destrutivos e ensaios

mecânicos, ambos realizados em 22 tábuas de Castanho antigo, com aproximadamente 100

anos, de forma a avaliar a fiabilidade deste ensaio não destrutivo na estimação de parâmetros

como a rigidez e a resistência à flexão e a densidade.

A campanha de ensaios realizada envolveu os seguintes testes e procedimentos: inspeção

visual, medição da massa volúmica e do teor em água, ensaios mecânicos (testes à flexão

simples) e com especial atenção a ensaios não destrutivos, nomeadamente medições com

ultrassons – UPV.

PALAVRAS-CHAVE

Estruturas de Madeira; Ensaios não destrutivos; Ensaios de ultrassons - UPV; Inspeção Visual


vii

ABSTRACT

Timber is one of the oldest materials used in construction and is present in a large portion of

existing historic buildings. The evaluation of the properties of a timber structure is based on

the use of visual inspections performed in-situ and non-destructive tests, which aim to

estimate the mechanical properties of the material in question, without inducing any relevant

damage to the structure in study.

This dissertation presents a state of the art of the nondestructive evaluation of timber

structures by displaying some of the studies already conducted in this area.

The purpose of this thesis is to verify the effectiveness of UPV, with different wave

frequencies, in the evaluation of chestnut elements retrieved from existing constructions. For

this, correlations were carried out between NDT and mechanical tests, both performed on 22

old chestnut boards, with approximately 100 years, thus verifying the reliability of this

method in the estimation of parameters such as stiffness, bending strength and density.

The conducted experimental campaign involved the following tests and procedures: visual

inspection, measurement of density and moisture content, mechanical tests (simple bending

tests) and with special attention to non-destructive testing, namely ultrasonic measurements -

UPV.

KEYWORDS

Timber structures; Non-destructive tests; Ultrasonic Pulse Velocity; Visual inspection

Índice de Texto

ix

ÍNDICE DE TEXTO

AGRADECIMENTOS .............................................................................................................. iii

RESUMO ................................................................................................................................... v

ABSTRACT ............................................................................................................................. vii

ÍNDICE DE TEXTO ................................................................................................................. ix

ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................................. xi

ÍNDICE DE TABELAS .......................................................................................................... xiv

Capítulo 1

INTRODUÇÃO

1.1 Enquadramento ................................................................................................................. 1

1.2 Objetivos da Dissertação .................................................................................................. 2

1.3 Conteúdo e Organização da Dissertação .......................................................................... 3

Capítulo 2

AVALIAÇÃO NÃO DESTRUTIVA DA MADEIRA

2.1 Informação Geral .............................................................................................................. 5

2.2 Ensaios não destrutivos .................................................................................................... 6

2.3 Inspeção Visual ................................................................................................................ 8

2.4 Ensaio de Ultrassons (UPV) ........................................................................................... 10

2.5 Trabalhos anteriores com UPV....................................................................................... 15

Capítulo 3

CAMPANHA EXPERIMENTAL

3.1 Introdução ....................................................................................................................... 19

3.2 Inspeção Visual .............................................................................................................. 21

3.3 Ensaio de Ultrassons (UPV) ........................................................................................... 24


x

3.3.1 Medições por segmentos de 40cm ........................................................................... 26

3.3.2 Medições com emissor fixo ..................................................................................... 28

3.3.3 Medições nos segmentos de e ............................................................. 29

3.3.4 Medições com afastamento dos nós ........................................................................ 30

3.3.5 Medições diretas ...................................................................................................... 31

3.4 Testes Mecânicos ........................................................................................................... 31

3.4.1 Teste à flexão em 4 pontos ...................................................................................... 33

3.4.2 Teste de flexão até à rotura ...................................................................................... 37

3.5 Massa volúmica e teor de água ...................................................................................... 39

Capítulo 4

APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DE RESULTADOS

4.1 Introdução ...................................................................................................................... 45

4.2 Apresentação de Resultados........................................................................................... 45

4.2.1 Inspeção Visual ........................................................................................................ 46

4.2.2 Massa Volúmica e Teor em Água ........................................................................... 47

4.2.3 Testes à flexão simples ............................................................................................ 50

4.2.4 Ensaio de ultrassons (UPV) ..................................................................................... 58

4.3 Apresentação das correlações ........................................................................................ 70

Capítulo 5

CONCLUSÕES

5.1 Apreciações Gerais ........................................................................................................ 87

5.2 Correlações Gerais ......................................................................................................... 88

5.3 Trabalhos Futuros .......................................................................................................... 90

BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................................... 93

Anexo 1 - Resultados da Inspeção Visual ................................................................................ 99

Anexo 2 - Resultados da Massa Volúmica e do Teor em Água ............................................ 115

Anexo 3 - Resultados dos Ensaios à Flexão Simples............................................................. 118

Anexo 4 - Resultados dos testes UPV .................................................................................... 131

Índice de Figuras

xi

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1: Exemplo de equipamentos NDT: a) Resistógrafo®; b) Pilodyn®.............................. 7

Figura 2: Ferramentas de apoio à classificação visual dos elementos de madeira (Martins,

2009) ........................................................................................................................................... 8

Figura 3: Direções ou eixos principais (Coutinho, 1999) ......................................................... 11

Figura 4: a) Medição com transmissão de ondas longitudinais; b) Medição com transmissão

de ondas transversais (Kroggel, et al., 2011) ............................................................................ 11

Figura 5: Exemplo de aplicação do método de transmissão ..................................................... 12

Figura 6: Métodos utilizados na realização dos UPV (Feio, 2005) .......................................... 13

Figura 7: Tábuas de Castanho .................................................................................................. 21

Figura 8: Numeração das faces a estudar (exemplo Tábua A) ................................................. 22

Figura 9: Exemplo de nós e fissuras encontrados através da inspeção visual .......................... 22

Figura 10: Equipamento UPV utilizado ................................................................................... 25

Figura 11: Medição com acoplantes diferentes – a) Gel; b) Plasticina .................................... 26

Figura 12: Medição com transdutores separados por 40 cm .................................................... 27

Figura 13: Exemplo das fases das medições por tramos, medidas em cm ............................... 27

Figura 14: Medições com emissor fixo .................................................................................... 28

Figura 15: Exemplo do ensaio UPV com emissor fixo, medidas em cm ................................. 29

Figura 16: Esquema para a utilização do UPV nos segmentos dos ensaios à flexão simples,

medidas em cm ......................................................................................................................... 29

Figura 17: Esquema das sondas a afastarem-se sucessivamente do nó, medidas em cm ......... 30

Figura 18: Método Direto – a) com sondas de 55 kHz; b) com sondas de 24 kHz .................. 31

Figura 19: Representação esquemática da tábua B, medidas em cm ....................................... 33

Figura 20: Esquema do ensaio dos provetes à flexão simples (EN 408:2003)......................... 34

Figura 21: Esquema do movimento a efetuar para a realização do teste nos segmentos da

tábua ( representa a deformação medida), medidas em m ..................................................... 35


xii

Figura 22: a) Teste à flexão; b) Pormenorização da posição dos apoios, célula de carga e

LVDT’s; c) Segmento escolhido devido ao conjunto de nós representados............................ 35

Figura 23: Gráfico carga-deformação compreendido na gama das deformações elásticas (EN

408:2003) ................................................................................................................................. 36

Figura 24: Esquema do ensaio à flexão destrutivo (w representa a deformação medida),

medidas em m .......................................................................................................................... 37

Figura 25: Tábua U após o corte para ensaio à rotura ............................................................. 38

Figura 26: Teste à rotura da tábua N1 - a) antes da rotura; b) pós-rotura; c) Pormenor da rotura

ao longo da secção ................................................................................................................... 38

Figura 27: Provetes da zona de rotura ...................................................................................... 41

Figura 28: Pesagem dos provetes estabilizados ....................................................................... 41

Figura 29: Provetes no exsicador com sílica ............................................................................ 43

Figura 30: Correlação obtida no instante do teste entre e ............................................. 49

Figura 31: Fases do carregamento, em função do tempo, durante o ensaio à flexão simples em

regime elástico do segmento 1 da tábua A ............................................................................... 50

Figura 32: Deslocamentos, em função do tempo, durante o ensaio à flexão simples em regime

elástico do segmento 1 da tábua A ........................................................................................... 51

Figura 33: Deslocamentos locais, em função da carga, para o segmento 1 da tábua A durante

as três fases de carga e descarga .............................................................................................. 52

Figura 34: Deslocamentos locais, em função da carga, para o segmento 1 da tábua A relativos

aos incrementos de carga escolhidos para a análise – a) Fase de carga nº2; b) Fase de carga

nº3 ............................................................................................................................................ 52

Figura 35: Deslocamentos locais, em função da carga, para o segmento 1 da tábua A durante

as três fases de carga e descarga .............................................................................................. 53

Figura 36: Deslocamentos globais, em função da carga, para o segmento 1 da tábua A

relativos aos incrementos de carga escolhidos para a análise – a) Incremento de carga nº2; b)

Incremento de carga nº3 ........................................................................................................... 54

Figura 37: Representação dos deslocamentos e força necessária para a rotura da tábua B1 ... 55

Figura 38: Relação obtida entre os controladores utilizados na medição dos deslocamentos

obtidos no ensaio de rotura da tábua B1 .................................................................................. 56

Figura 39: Correlações entre gel e plasticina – a) Segmentos de 40 cm; b) Emissor fixo ....... 71

Figura 40: Correlação média entre as sondas na medição por segmentos de 40cm ................ 72

Figura 41: Gráfico de barras para a comparação das velocidades com os diferentes tipos de

nós existentes para as duas sondas ........................................................................................... 73

Índice de Figuras

xiii

Figura 42: Correlação entre a velocidade e a área dos nós na medição por segmentos de 40cm:

a) Sondas de 24 kHz; b) Sondas de 55 kHz .............................................................................. 73

Figura 43: Gráficos de frequências obtidos pelos histogramas: a) Sondas de 24 kHz; b)

Sondas de 55 kHz ..................................................................................................................... 74

Figura 44: Correlação entre as sondas obtida na medição com emissor fixo ........................... 75

Figura 45: Correlação entre a velocidade e a área dos nós na medição com emissor fixo: a)

Sondas de 24 kHz; b) Sondas de 55 kHz .................................................................................. 76

Figura 46: Correlação entre as sondas na medição nos segmentos dos ensaios à flexão simples

– a) Medições locais; b) Medições globais ............................................................................... 76

Figura 47: Correlação entre o MoE dos ensaios de flexão simples, , e o MoE dos

testes UPV, – a) Medições locais; b) Medições globais ....................................... 77

Figura 48: Correlação em função dos nós presentes nos segmentos de ensaio para as sondas de

24 kHz – a) Medições locais; b) Medições globais .................................................................. 78

Figura 49: Correlação em função dos nós presentes nos segmentos de ensaio para as sondas de

55 kHz – a) Medições locais; b) Medições globais .................................................................. 78

Figura 50: Correlação entre as sondas na medição com afastamento consecutivo entre emissor

e recetor .................................................................................................................................... 79

Figura 51: Correlação entre a velocidade e a área dos nós na medição com afastamento

consecutivo entre emissor e recetor – a) Sondas de 24 kHz; b) Sondas de 55 kHz ................. 79

Figura 52: Correlação entre sondas consoante o afastamento entre emissor e recetor ............. 80

Figura 53: Velocidade em função da área dos nós consoante o afastamento entre o emissor e o

recetor para as sondas de 24 kHz ............................................................................................. 81

Figura 54: Velocidade em função da área dos nós consoante o afastamento entre o emissor e o

recetor para as sondas de 55 kHz ............................................................................................. 82

Figura 55: Correlação entre sondas aplicando o método direto ............................................... 83

Figura 56: Correlação entre a resistência à flexão e o módulo de elasticidade obtido pelo

método direto dos UPV – a) Sondas de 24 kHz; b) Sondas de 55 kHz .................................... 84


método indireto dos UPV com as sondas de 24 kHz – a) Medições locais; b) Medições globais

.................................................................................................................................................. 84


método indireto dos UPV com as sondas de 55 kHz – a) Medições locais; b) Medições globais

.................................................................................................................................................. 85


xiv

ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1: Resumo da pesquisa sobre a aplicação de UPV na análise não destrutiva de madeira

.................................................................................................................................................. 15

Tabela 2: Sumário dos ensaios realizados nas tábuas de Castanho ......................................... 20

Tabela 3: Valores das propriedades mecânicas de elementos de Castanho de acordo com a

UNI 11035-2:2003. .................................................................................................................. 23


UNI 11119:2004 ...................................................................................................................... 24

Tabela 5: Valores aplicados na montagem laboratorial do ensaio à flexão ............................. 34

Tabela 6: Resultados da inspeção visual realizada à Face 1 da Tábua A ................................ 46

Tabela 7: Inclinações das fibras ao longo da Tábua A, em % ................................................. 47

Tabela 8: Resultados da massa volúmica no início dos trabalhos ( em kg/m3) ..................... 47

Tabela 9: Resultados médios por tábua da massa volúmica no instante do teste ( em

kg/m3), da massa volúmica ajustada para um teor de água de 12% ( em kg/m

3),da massa

volúmica após secagem ( em kg/m3) e do teor em água ( em %) .................................... 48

Tabela 10: Resultados globais da massa volúmica no instante do teste ( e em kg/m3), da

massa volúmica ajustada para um teor de água de 12% ( em kg/m3), da massa volúmica

após secagem ( em kg/m3) e do teor em água ( em %) .................................................... 48

Tabela 11: Diferença obtida no instante do teste entre e ............................................... 49

Tabela 12: Valores característicos pela NP EN 384:2009, em kg/m3, para a massa volúmica 50

Tabela 13: Resultados dos ensaios realizados à flexão simples: , e em

.................................................................................................................................... 56

Tabela 14: Resultados globais dos ensaios realizados à flexão simples: , e em

N/mm2 ...................................................................................................................................... 57

Tabela 15: Valores médios e característicos pela NP EN 384:2009, em N/mm2, dos ensaios

realizados à flexão simples ...................................................................................................... 58

Índice de Tabelas

xv

Tabela 16: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com gel: em m/s e em

N/mm2 ....................................................................................................................................... 59

Tabela 17: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com plasticina: em m/s e

em N/mm2 ....................................................................................................................... 60

Tabela 18: Resultados globais das medições UPV indiretas realizadas para determinar o

acoplante a utilizar: em m/s e em N/mm2 .................................................................... 60

Tabela 19: Variação média entre acoplantes ............................................................................ 61

Tabela 20: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 24 kHz nos

segmentos de 40 cm: em m/s e em N/mm2.................................................................. 61


segmentos de 40 cm: em m/s e em N/mm2.................................................................. 62

Tabela 22: Resultados globais das medições UPV indiretas realizadas nos segmentos de 40

cm: em m/s e em N/mm2 ............................................................................................. 62


testes com emissor fixo: em m/s e em N/mm2 ............................................................ 63


testes com emissor fixo: em m/s e em N/mm2 ............................................................ 63

Tabela 25: Resultados globais das medições UPV indiretas realizadas nos testes com emissor

fixo: em m/s e em N/mm2 ............................................................................................ 64


segmentos dos ensaios de flexão em 4 pontos: e em m/s e e em N/mm2

.................................................................................................................................................. 64



.................................................................................................................................................. 65

Tabela 28: Resultados globais das medições UPV indiretas realizadas nos segmentos dos

ensaios de flexão: e em m/s e e em N/mm2 ......................................... 66


segmentos globais dos ensaios de flexão até rotura: em m/s e em N/mm2 ........... 66


segmentos globais dos ensaios de flexão até rotura: em m/s e em N/mm2 ........... 67

Tabela 31: Resultados globais das medições UPV indiretas realizadas nos segmentos globais

dos ensaios de flexão até rotura: em m/s e em N/mm2 ......................................... 67


xvi


testes com afastamento consecutivo entre sondas: em cm2, em m/s e em N/mm

2

.................................................................................................................................................. 68



2

.................................................................................................................................................. 68

Tabela 34: Resultados globais das medições UPV indiretas realizadas nos testes com

afastamento consecutivo dos nós: em m/s e em N/mm2 ............................................. 69

Tabela 35: Resultados das medições UPV diretas realizadas com as sondas de 24 kHz: em

m/s e em N/mm2 ............................................................................................................. 69


m/s e em N/mm2 ............................................................................................................. 69

Tabela 37: Resultados globais das medições UPV diretas realizadas: em m/s e em

N/mm2 ...................................................................................................................................... 70

Introdução

1

Capítulo 1

INTRODUÇÃO

1.1 Enquadramento

Desde os primórdios da Humanidade que a madeira, tal como a pedra, é utilizada como

principal material estrutural nos diferentes tipos de construções. Devido às suas

características, tais como a leveza, a boa resistência, facilidade de trabalho e abundância em

que, na sua forma livre – árvores, se encontra, a madeira sempre deu liberdade ao Homem

para que, através da sua imaginação e engenho, criasse obras-primas únicas quer do ponto de

vista concecional como da sua execução.

Nas últimas décadas, a utilização da madeira na construção foi relegada para segundo plano,

cedendo lugar às estruturas realizadas em aço e/ou em betão armado. A revolução industrial, a

necessidade de construir com rapidez e o desenvolvimento de várias soluções tecnológicas

levaram à massificação das estruturas de aço e betão armado. Rapidamente a mão-de-obra

especializada desapareceu. Por outro lado, o facto de durante décadas não existir

regulamentação e normas de cálculo estrutural específicas para a madeira, levou a que o

dimensionamento de estruturas de madeira não fosse abordado pelos planos curriculares do

ensino universitário, impedindo assim o desenvolvimento técnico especializado na área das

estruturas de madeira. Como consequência, aquando da necessidade de uma intervenção de

alteração, reparação ou reforço numa estrutura de madeira, a solução quase única até há

poucos anos, passava pela sua substituição integral por estruturas em aço e/ou em betão

armado.

A reabilitação urbana pode desempenhar um papel relevante no combate à atual crise

económica e financeira que o sector da construção evidencia. Tendo em conta que em


2

Portugal o património construído contempla tipicamente edifícios com coberturas e

pavimentos em madeira, existe um interesse renovado no uso da madeira como material de

construção. Assim, é necessário definir metodologias e preparar técnicos para a necessidade

de inspecionar e diagnosticar elementos de madeira das construções existentes, promovendo

uma decisão adequada sobre quais os elementos a manter, reparar ou substituir.

Esta avaliação deve assentar numa regra que oriente os trabalhos numa direção de preservação

do património. Deste modo, o uso de métodos de inspeção e classificação visual e ensaios não

destrutivos (NDT) in-situ levam vantagem sobre a aplicação de métodos destrutivos (DT)

como os ensaios mecânicos. Porém, torna-se necessária a validação dos NDT recorrendo a

correlações entre os resultados destes com os obtidos pelos ensaios mecânicos, de forma a

verificar a fiabilidade do método em causa.

A presente dissertação pretende contribuir para esta temática ao analisar um método de

avaliação não destrutiva das propriedades de flexão de elementos de madeira de castanho.

1.2 Objetivos da Dissertação

Esta dissertação tem como principal objetivo a verificação, e possível validação, da eficácia

dos testes realizados com recurso aos UPV (Ultrasonic Pulse Velocity) na avaliação não

destrutiva de elementos de Castanho.

O exemplo de aplicação, como caso de estudo, consiste na inspeção e avaliação de 22 tábuas

de Castanho centenárias, que já serviram de base a estudos prévios a este, estando por isso

com uma secção regularizada, diferente da sua secção inicial que possuíam in-situ.

Os distintos ensaios utilizados e apresentados ao longo desta dissertação, de carácter

destrutivo e não destrutivo, serão avaliados em função da sua gama de variação, obtendo

assim as vantagens e inconvenientes destes, a relação existente entre eles e ainda a sua relação

com a inspeção visual previamente realizada.

Estas avaliações e consequentes correlações serão concluídas com o propósito de se obter

resposta às seguintes questões:

A redução da frequência de emissão de ondas permite aumentar a fiabilidade do UPV?

Introdução

3

A eficácia do UPV mantém-se para medições realizadas in-situ?

Existe uma grande variabilidade no valor de densidade ao longo do mesmo elemento

de Castanho?

Com vista à resolução das questões acima levantadas, esta dissertação antevê a aplicação dos

métodos de ensaio expostos de seguida:

Inspeção visual;

Aplicação de ultrassons (UPV);

Ensaios laboratoriais à flexão simples em regime elástico e à flexão até rotura;

Determinação da massa volúmica e do teor em água;

Como objetivo final, e uma vez que a aplicação de ensaios não destrutivos na avaliação de

estruturas é uma área que se encontra em desenvolvimento, espera-se que este trabalho ajude

no desenvolvimento da temática em questão, isto é, contribuir para a avaliação não destrutiva

de elementos estruturais em madeira.

1.3 Conteúdo e Organização da Dissertação

As tarefas desenvolvidas durante a realização desta dissertação encontram-se organizadas e

expostas nesta ao longo de 5 capítulos.

No Capítulo 1 é feita uma introdução do trabalho realizado, expondo um enquadramento do

tema abordado ao longo da dissertação assim como os seus principais objetivos.

No Capítulo 2 apresenta-se o estado de conhecimento de algumas das metodologias e

equipamentos utilizados para a inspeção e diagnóstico na avaliação não destrutiva de

elementos de madeira, fazendo-se ainda referência a alguns dos estudos efetuados ao longo

das últimas décadas com recurso às mais variadas técnicas de avaliação não destrutiva de

estruturas em madeira.

O Capítulo 3 ilustra a campanha experimental desenvolvida para a realização deste trabalho.

São apresentados todos os ensaios, testes e inspeções realizadas assim como as metodologias


4

de trabalho seguidas e os equipamentos necessários à sua realização. Abordam-se também as

normas técnicas utilizadas e/ou consultadas que serviram de base aos trabalhos laboratoriais

executados.

No Capítulo 4 são apresentados, numa primeira parte, os resultados obtidos com a realização

da campanha experimental. Devido à extensão dos trabalhos realizados, apenas se apresentam

os resultados médios obtidos por cada uma das 22 tábuas ensaiadas clarificando desta forma a

sua exposição. Na segunda parte deste capítulo expõem-se a análise e respetivas correlações

encontradas entre a inspeção visual, os ensaios não destrutivos e os ensaios mecânicos

preconizados, tentando desta forma dar resposta às questões inicialmente expostas.

Para finalizar, no Capítulo 5 são descritas as principais conclusões do trabalho desenvolvido.

Avaliação não destrutiva da madeira

5

Capítulo 2

AVALIAÇÃO NÃO DESTRUTIVA DA MADEIRA

2.1 Informação Geral

As estruturas dos edifícios, depois de um período de utilização em serviço, são avaliadas com

o intuito de se verificar a sua segurança. Através desta avaliação de segurança, o tipo de

material empregue na construção assim como as suas disposições construtivas é conhecido,

levando a um estudo primário que permite a determinação e seleção dos elementos fulcrais da

estrutura principal a analisar, uma vez que a rotura destes levaria ao possível colapso da obra,

necessitando por isso de uma renovação.

No caso de se tratar de uma estrutura em madeira, especialistas na área de avaliação da

madeira estão envolvidos no trabalho de avaliação desta. Uma vez que estes são responsáveis

pelos seus pareceres e decisões, não querendo por isso arriscar, as velhas vigas de madeira são

muitas vezes retiradas por razões de segurança, sendo geralmente substituídas por uma

estrutura de betão armado. Esta prática de restauração leva a que muitas das vigas de madeira

sejam substituídas, tendo algumas delas apenas a superfície degradada, levando a um

desperdício de material (Divos, et al., 2011).

Esta má interpretação da realidade pode ser contrariada recorrendo a resultados obtidos com a

realização de ensaios não destrutivos (NDT) ou ensaios destrutivos (DT) para a avaliação das

estruturas de madeira.

Como o nome indica, os ensaios não destrutivos (NDT) são capazes de produzir informação

sobre as características e propriedades do material sem que para isso seja necessário causar

alterações ao seu estado inicial. Deste modo, obtém-se um esclarecimento das condições reais


6

em que as vigas se encontram, sem que para isso seja necessária a perturbação da estrutura,

mantendo-se a disposição construtiva e integridade dos elementos, respeitando-se o valor

patrimonial do edifício.

Os ensaios destrutivos (DT) requerem a destruição de uma parte do material, normalmente

para a recolha de amostras que posteriormente são submetidas a ensaios laboratoriais.

Normalmente recorre-se a este tipo de ensaios quando os ensaios não destrutivos não são

suficientes para caracterizar o material/estrutura com o nível de precisão requerido.

A fiabilidade dos NDT pode ser aumentada com testes mecânicos em laboratório (Feio,

2005). Isto é, a utilização conjunta e bem coordenada destes dois tipos de ensaios e a sua

correlação são uma forma de consolidar a avaliação não destrutiva de estruturas de madeira.

2.2 Ensaios não destrutivos

Nos últimos anos as técnicas de avaliação não destrutiva têm sido desenvolvidas e utilizadas

com o objetivo de melhorar a avaliação da integridade das estruturas. São vários os autores

que ao longo dos anos têm feito esforços no que diz respeito à utilização de ensaios não

destrutivos para o diagnóstico de estruturas de madeira (Lee & Bae, 2004; Machado & Palma,

2010; Branco, et al., 2010; Divos, et al., 2011; Hasenstab & Fruehwald, 2011; Sousa, et al.,

2012).

Estas técnicas medem as irregularidades que surgem nos elementos, fornecendo orientações

sobre a localização das áreas de deterioração dos membros da estrutura de madeira,

determinando como é que as irregularidades naturais interagem no elemento de madeira.

Os métodos de inspeção não destrutiva são, normalmente, uma combinação de vários ensaios

não destrutivos, pelo que se impõe que os resultados sejam examinados como um todo.

Existem três categorias de técnicas não destrutivas que se podem referenciar de forma

evidente: a tradicional (que combina a inspeção visual com a utilização de ferramentas banais

tais como o martelo e o formão), a das tecnologias já consolidadas (o higrómetro, o

Resistógrafo®, o Pilodyn®, os ultrassons, a fotogrametria, etc.), e a das tecnologias de cariz

ainda inovador (radar, termografia, raios-X, raios gama, ressonância magnética, etc.)

(Martins, 2009).


7

Podemos ainda dividir os ensaios não destrutivos (NDT) em dois grupos díspares,

ramificando-se entre os métodos globais (GTM – Global Test Method) e os métodos locais

(LTM – Local Test Method) (Feio, 2005).

Os métodos globais avaliam o membro em todo o seu comprimento, determinando deste

modo as propriedades ao longo da sua secção longitudinal. Como exemplo destes métodos

pode-se evidenciar os métodos de vibração e os ultrassons. Por outro lado, os métodos locais

caracterizam-se pela avaliação pontual do elemento, determinando as propriedades deste

apenas no intervalo considerado. Como exemplo referem-se, como técnicas mais utilizadas, o

Pilodyn® e o Resistógrafo® (Feio, 2005). Este tipo de ensaios complementa a inspeção

visual, confirmando os resultados desta avaliação que, por norma, não é conclusiva.

a) b)

Figura 1: Exemplo de equipamentos NDT: a) Resistógrafo®; b) Pilodyn®

De acordo com Feio & Lourenço (2005), existem ainda outras técnicas NDT que são

atualmente utilizadas na avaliação das estruturas de madeira e seus derivados, tais como, a

avaliação da resistência à penetração de um elemento metálico (Divos, et al., 2011), a

avaliação do som obtido pelo contacto entre um martelo e a superfície dos elementos (Kasal

& Tannert, 2010; Divos, et al., 2011), a ecografia ultrassónica (Kroggel, et al., 2011;

Hasenstab & Fruehwald, 2011), a termografia (Tanaka, 2000; Berglind & Dillenz, 2003),

raios-X (Bucur, et al., 1997; Bergsten, et al., 2001), método dos isótropos (Madsen, 1994;

Feinberg, 2005) e uso de endoscópios. Alguns destes ensaios apresentam um custo elevado e

um nível de exigência técnica acima do normal, pelo que são relegados para segundo plano na

hora de proceder a uma inspeção estrutural.

No presente trabalho os métodos de inspeção utilizados limitaram-se à inspeção visual e

posteriores ensaios com ultrassons.


8

2.3 Inspeção Visual

A inspeção visual é uma técnica de aplicação simples que consiste no exame direto, a uma

distância não muito grande, do elemento a inspecionar, registando algumas das características

da madeira, como os danos externos, o apodrecimento, a deformação dos seus elementos, ou

ainda cortes. Para isto, utilizam-se técnicas, ferramentas e instrumentos simples (martelo,

faca, broca, cinzel, etc.), levando a uma prévia marcação das áreas que posteriormente serão

rigorosamente analisadas, orientando assim os ensaios não destrutivos posteriores.

Figura 2: Ferramentas de apoio à classificação visual dos elementos de madeira (Martins,

2009)

Esta análise requer a presença de pessoal técnico especializado, uma vez que estes, baseando-

se na experiência que já possuem, podem rapidamente desenvolver uma avaliação qualitativa

da integridade estrutural referente a diferentes membros individuais. Torna-se assim

necessário que a pessoa que realiza a inspeção possua conhecimentos sobre o material que vai

classificar.

O primeiro passo a dar numa inspeção visual é a atribuição de uma espécie botânica aos

elementos de madeira, visto que a estrutura anatómica e a constituição do tecido lenhoso

variam de espécie para espécie, tornando-se por isso necessária a correta identificação da

espécie em causa. Em seguida, o cálculo da massa volúmica aparente do material é

necessário, uma vez que este é um índice indicador da distribuição do material no provete,

permitindo ainda estimar valores de outras propriedades através da aplicação de correlações

existentes.

A presença de defeitos nas faces externas do provete, tais como nós, fendas, fibras torcidas e a

inclinação do fio, são também catalogados nesta fase, uma vez que de acordo com a sua


9

distribuição, dimensão, tipo e localização afetam o comportamento físico-mecânico do

elemento de madeira.

É possível ainda verificar e catalogar a presença de humidade na peça, assim como os ataques

de fungos e insetos na secção. A primeira está relacionada com os ciclos de diminuição e

aumento da humidade que provocam retrações e expansões na secção, provocando um

aumento das tensões internas e consequente abertura de fendas à superfície. Esta influencia

diretamente a presença de fungos e consequentes ataques destes, podendo levar a peça a um

elevado estado de podridão, uma vez que estes só são verificados em peças com teor de

humidade igual ou superior a 20%. Os ataques de insetos são caracterizados por longas

galerias na secção, uma vez que estes alimentam-se da madeira e utilizam-na como “ninho

reprodutor”, degradando-a e diminuindo as suas propriedades de resistência.

As regras de classificação dependem da espécie da madeira, da sua proveniência, tamanho e

processamento (Bartunkova, 2011). Como exemplo de normas de carácter nacional de

classificação visual aplicáveis a elementos de madeiras, e utilizadas na realização deste

trabalho, podem-se realçar as três seguintes normas italianas:

Norma Técnica Italiana UNI 11035-1:2003 “Legno strutturale - Classificazione a

vista di legnami italiani secondo la resistenza meccanica: terminologia e

misurazione delle caratteristiche” (“Madeira Estrutural – Classificação visual da

madeira italiana segundo a sua resistência mecânica: terminologia e medições das

características”). A norma especifica a terminologia e os métodos para a avaliação

das características relevantes para a classificação visual da resistência mecânica da

madeira com proveniência italiana destinada para usos estruturais. A norma não se

aplica a produtos derivados da madeira tais como elementos estruturais de madeira

lamelada colada ou LVL estrutural, ou outros;

Norma Técnica Italiana UNI 11035-2:2003 “Legno strutturale - Regole per la

classificazione a vista secondo la resistenza e i valori caratteristici per tipi di

legname strutturale italiani” (“Madeira Estrutural – Regras para a classificação

visual de acordo com a resistência e o valor característico para diferentes tipos de

madeira italiana para estruturas”). A norma identifica os tipos mais comuns de

madeira italiana estrutural e, para cada um deles, indica as regras a adotar para

efetuar a classificação visual da resistência, referindo-se ainda às condições gerais


10

presentes na UNI 11035-1:2003. Mediante a classificação, as serrações individuais

aceitáveis são atribuídas a categorias oportunas, cada uma das quais associadas a

valores característicos de massa volúmica, resistência e módulo de elasticidade;

Norma Técnica Italiana UNI 11119:2004 “Beni culturali - Manufatti lignei -

Strutture portanti degli edifici - Ispezione in situ per la diagnosi degli elementi in

opera” (“Património cultural – Artefactos de madeira – Estruturas de suporte de

edifícios – Inspeções in-situ para o diagnóstico de elementos de madeira”). A norma

estabelece objetivos, procedimentos e requisitos para o diagnóstico do estado de

conservação e para a determinação da resistência e da rigidez de elementos de

madeira estruturais de edifícios com heranças culturais, através da realização de

inspeções in-situ e da aplicação de técnicas e métodos não destrutivos.

2.4 Ensaio de Ultrassons (UPV)

Este ensaio não destrutivo é um método bastante utilizado na inspeção de estruturas de

madeira, e consiste na transmissão de ondas sonoras ao longo do elemento, com o objetivo de

estimar o módulo de elasticidade dinâmico através da relação das propriedades elásticas da

madeira com a velocidade de propagação destas ondas. Face a estes resultados, facilmente se

obtém o módulo de elasticidade estático e a resistência mecânica do material, uma vez que

são parâmetros correlacionados entre si.

A madeira, como um material natural que é, apresenta uma grande variabilidade nas suas

propriedades, em parte devido às condições de crescimento das árvores. Para além disto, as

propriedades físicas da madeira são também influenciáveis pela sua estrutura interna

complexa, dando origem a um material heterogéneo e poroso fazendo com que esta apresente

um comportamento anisotrópico, ou por outras palavras, dependendo da direção que se

considere a madeira apresenta propriedades físicas e mecânicas diversas.

Devido a estas características, a avaliação do desempenho físico e mecânico deste material

terá sempre em conta três direções ou eixos principais, representados na Figura 3, e que foram

utilizados para definir a direção dos ensaios realizados.


11

Figura 3: Direções ou eixos principais (Coutinho, 1999)

De acordo com Kroggel, et al. (2011) foram realizadas várias experiências para a verificação

da anisotropia através da velocidade das ondas longitudinais. Estas mostram que a velocidade

aumenta, no sentido tangencial para o radial, até à direção axial da madeira (ver Figura 4). No

entanto, este resultado não é confirmado com o resultado de testes com ondas transversais.

Neste caso não foram encontradas nenhumas variações significativas das velocidades

correspondentes às diferentes direções da madeira. A razão para estas discrepâncias é que a

madeira é um meio isotrópico axial em que as ondas oscilam na direção das fibras, não

havendo por isso influência dos anéis anuais.

a) b)

Figura 4: a) Medição com transmissão de ondas longitudinais; b) Medição com transmissão

de ondas transversais (Kroggel, et al., 2011)

Em estudos anteriores, foram encontradas boas correlações, na ordem dos 0,90 – 0,96,

entre o módulo de elasticidade dinâmico e estático, e que uma razão para as diferenças entre

estes módulos de elasticidade é o efeito da fluência (Divós & Tanaka, 2005).

A análise da transmissão de ondas sonoras num elemento de madeira pode ser avaliada

utilizando quatro métodos distintos, o método de ecos, o método de ressonância, o método de

transmissão e o método de imersão (Júnior, 2006).


12

O método que foi utilizado no desenvolvimento dos trabalhos aqui descritos, é o método de

transmissão (ver Figura 5), sendo esse desenvolvido no presente capítulo.

Figura 5: Exemplo de aplicação do método de transmissão

Este consiste na propagação de ondas sonoras de baixa frequência, sendo por isso ideal para a

utilização em elementos heterogéneos uma vez que tem uma maior capacidade de contornar

os possíveis defeitos. Na presença destes, dá-se um fenómeno de refração das ondas seguido

por uma quebra da sua amplitude e um aumento do seu tempo de propagação. A realização de

posteriores comparações com os ensaios efetuados em elementos sem defeitos, da mesma

espécie, permite estabelecer relações fiáveis quanto à sua qualidade e propriedades mecânicas

(Júnior, 2006).

Para a utilização deste método é necessária a utilização de dois transdutores, funcionando um

como um emissor e outro como recetor, localizados, conforme a Figura 6, longitudinal ou

transversalmente nas faces da secção em análise.

Como já foi dito, um elemento em madeira não é um meio homogéneo ao longo do seu

comprimento. Isto é facilmente explicado devido ao diferente sentido das fibras ao longo do

seu desenvolvimento, há a presença de anéis anuais de crescimento com uma forma cilíndrica

não necessariamente paralela à superfície, etc. Estas características são relevantes já que a

velocidade dos sinais sonoros enviados é muito sensível à direção de deflexão das partículas e

à direção das fibras da madeira. Com isto em mente, uma das principais tarefas relacionadas

com a interpretação da transmissão de ultrassons é distinguir entre as heterogeneidades

naturais e os defeitos e danos graves que o membro ensaiado possui. Assim, na realização do

ensaio podemos considerar várias posições para a instalação dos transdutores, quer seja

paralela ou perpendicular às fibras, levando a métodos diretos ou indiretos de obtenção de

resultados.


13

Figura 6: Métodos utilizados na realização dos UPV (Feio, 2005)

Os transdutores estão disponíveis no mercado com uma gama de frequências de ressonância

que varia na ordem dos 24 kHz a 1 MHz. As frequências mais baixas são usadas em materiais

densos e heterogéneos, por exemplo betão, enquanto as frequências altas servem para

materiais homogéneos como o aço. Para a madeira é recomendada uma gama de frequências

compreendida entre 150 e 220 kHz (Bartunkova, 2011). No entanto, em alguns trabalhos já

realizados as sondas utilizadas são de uma frequência mais baixa, pelo que no presente estudo

se utilizaram sondas de 24 e de 55 kHz.

Outro fator importante, e com o qual é preciso ter especial cuidado nestes ensaios, está

relacionado com o acoplamento dos transdutores à superfície a analisar. Uma vez que estes

são os elementos que estão em contacto direto com o material, tem que se garantir um bom

acoplamento à superfície deste, de maneira a que a quantidade de energia fornecida seja

suficiente para garantir um envio e receção de impulsos suficiente para uma obtenção

plausível de resultados. Esta junção, devido muitas vezes às condições da madeira in-situ,

nem sempre é fácil, pelo que muitas vezes se procede a uma limpeza prévia e consequente

alisamento da superfície de acoplamento, melhorando assim as condições desta.

O alinhamento dos transdutores é também por si só uma possível causa de desvios nos

resultados, o que habitualmente é mitigado através da repetição de leituras e obtenção de um

valor médio. A rugosidade inerente às amostras é uma das causas que facilmente afeta o

alinhamento, podendo estas serem contrariadas recorrendo ao uso de duas réguas de apoio

com o intuito de os manter alinhados, reduzindo assim o erro dos resultados.


14

As propriedades físicas e mecânicas da madeira, módulo de elasticidade dinâmico e estático,

força de compressão e densidade, determinadas com recurso ao UPV foram calculadas através

de uma série de fórmulas descritas em seguida.

A velocidade da onda sonora é calculada por:

(1)

Onde é a velocidade da onda (m/s), é a distância entre os dois transdutores (m) e é o

tempo de propagação da onda.

De seguida, o módulo de elasticidade dinâmico é obtido recorrendo ao valor da velocidade

previamente obtido. Assim,

(2)

Onde é o módulo de elasticidade dinâmico (N/mm2), é a velocidade da onda (m/s) e

é a densidade da amostra (kg/m3)

Por fim, retiramos o módulo de elasticidade estático, tendo em conta que para efeitos práticos

a relação entre os dois módulos de elasticidade, dinâmico e estático, segundo Bonamini, et al.

(2001) é:

(3)

Isto é explicado pelo comportamento viscoelástico da madeira. A seguinte relação linear pode

também ser aplicada (Bonamini, et al.,2001):

(4)

Onde e são constantes que dependem do material.

Posteriormente, no capítulo dedicado à análise de resultados, o valor do módulo de

elasticidade dinâmico irá ser comparado com os valores que se obtém através dos ensaios de

caracterização em laboratório, correlacionando-os, obtendo desta forma uma análise mais

fiável do elemento e dos métodos NDT.


15

2.5 Trabalhos anteriores com UPV

A avaliação não destrutiva da madeira tem sido utilizada frequentemente ao longo dos últimos

anos como um recurso viável para caracterizar os elementos em estudo. Estas práticas vêm

referenciadas em vários artigos, aplicadas sozinhas ou como um conjunto de técnicas NDT,

para se compreender melhor o comportamento estrutural da madeira. Na Tabela 1, e com o

intuito de divulgar o que já se realizou em termos de utilização de testes UPV na análise não

destrutiva de madeira, enumeram-se algumas conclusões e correlações obtidas por vários

estudos feitos ao longo dos tempos.

Tabela 1: Resumo da pesquisa sobre a aplicação de UPV na análise não destrutiva de madeira

Referência Espécie de Madeira Conclusões dos trabalhos realizados

(Sandoz, 1989) Abeto Suíço

Os resultados elementares obtidos pelos UPV são

muito bons para a estimativa do ( ), e

por causa da redundância estatística, os resultados

são também muito bom para o ( ).

(Bucur, 1995) Madeira maciça

A relação entre a densidade e os UPV não é

relevante uma vez que de entre as espécies

analisadas, com densidades entre 200-900 kg/m3 e

velocidades de UPV entre 2500-5800 m/s, apenas

5% se mostraram relacionáveis.

(Haines, et al.,

1996)

Abeto da Noruega

(Picea excelsa) e abeto

branco (Abies

amabilis)

Quanto mais elevada for a densidade da espécie,

maior será a velocidade atingida pelo UPV.

O valor médio do obtido a partir dos UPV

excedeu o em cerca de 17-22%.

(Wang & Ko,

1998)

Cedro Japonês

(Cryptomeria japonica

D. Don)

Determinaram relações entre as propriedades

mecânicas e a velocidade de propagação da onda

ultrassónica, obtendo correlações que variam

entre .

(Oliveira, et

al., 2003)

Pinheiro (Pinus taeda e

Pinus elioti)

O coeficiente de correlação obtido entre o e

o , , é altamente significativo.


16

(Lee & Bae,

2004)

Pinheiro Coreano

(Pinus densiflora)

A relação entre a percentagem de deterioração e

os resultados do UPV encontrada é: µs:

deterioração inicial ( %), µs:

deterioração moderada (entre 8 e 15%),

µs: deterioração severa ( %).

(Miná, et al.,

2004)

Eucalipto (Eucalyptus

citriodora)

Definem um entre o e o

. Verificam ainda que os coeficientes de

variação obtidos para o são menores que os

obtidos para o , denotando por isso uma

menor variabilidade inerente aos NDT para peças

com dimensões estruturais.

(Feio, 2005)

Elementos novos e

velhos de Castanho

(Castanea sativa)

Compressão Perpendicular às Fibras: Correlações

fiáveis, , encontradas entre o

, obtido pelo método indireto do UPV, e o

. Correlações fiáveis, ,

encontradas entre o e a força de compressão

.

Compressão Paralela às Fibras: Correlações

médias, , encontradas entre o

, obtido pelo método indireto do UPV, e o

. Correlações moderadas, ,

encontradas entre o e a força de compressão

.

Tração Paralela às Fibras: Correlações

moderadas, , encontradas entre

o , obtido pelo método indireto do UPV, e o

. Correlações baixas, ,

encontradas entre o e a força de tração .

(Divós &

Tanaka, 2005) Abeto

Estabelecem a relação entre o módulo de

elasticidade dinâmico e estático,

, e explicam que a diferença entre eles é

devida à fluência.


17

(Oliveira &

Sales, 2006)

Madeira maciça (Pinus

caribea var. caribea,

Eucalyptus citriodora,

Eucalyptus grandis,

Goupia glabra e

Hymenaea sp.)

Entre as várias espécies de madeira brasileira

testadas, verificou-se que o aumento de com o

aumento da densidade pode ser relacionado na

grandeza . No entanto, esta

relação dentro do mesmo tipo de madeira

decresce para .

(Horácek,

2007) Madeira maciça

As tecnologias de UPV, aplicadas

perpendicularmente às fibras, são utilizadas com

sucesso para detetar a presença e o nível de

deterioração interno em pontes de madeira. No

entanto verifica-se que a gama de valores obtidos

varia conforme os equipamentos utilizados.

(Kotlínová, et

al., 2008) Pinho e Castanho

Os resultados obtidos revelaram a importância da

estrutura da madeira, na direção dos anéis anuais,

bem como do tipo de espécie na avaliação não

destrutiva da densidade.

(Machado &

Palma, 2010)

Pinho bravo (Pinus

pinaster)

Uma alta correlação entre o e o foi

encontrada, . Além disto, o grau de

correlação entre o teórico e prático, das duas

espécies testadas, revelam um .

(Secco, et al.,

2011)

Pequiá-marfim

(Aspidosperma

desmanthum)

Análise de provetes com diferentes percentagens

de cavidades artificiais através de dois tipos de

malhas. A malha de difração apresenta melhores

resultados que a malha reticulada uma vez que

deteta cavidades de menor diâmetro.

(Hasenstab &

Fruehwald,

2011)

Madeira maciça

Utilizam a técnica de eco ultrassónica, em

conjunto com outras técnicas NDT, para realizar

uma inspeção, em condições de serviço, em

pontes

(Kroggel, et

al., 2011) Madeira maciça

Utilização dos ultrassons como técnica de

inspeção a elementos de madeira.

– Velocidade ultrassónica

– Módulo de elasticidade dinâmico, obtido através da medição com UPV


18

– Módulo de elasticidade global

– Módulo de elasticidade obtido através de ensaios de flexão laboratoriais

– Módulo de rutura obtido através de ensaios laboratoriais à flexão até rotura

– Coeficiente de correlação

Campanha Experimental

19

Capítulo 3

CAMPANHA EXPERIMENTAL

3.1 Introdução

A campanha de ensaios realizados às tábuas de Castanho proporciona a possibilidade de

estabelecer correlações entre os testes UPV, como ensaios não destrutivos, e os testes de

flexão realizados. Para melhor compreensão do que foi feito, na Tabela 2 apresenta-se um

resumo dos ensaios efetuados, ordenando-os sequencialmente de acordo com a sua execução.


20

Tabela 2: Sumário dos ensaios realizados nas tábuas de Castanho

Ensaio Norma / método

Provetes

Nº

de

med

ições

Par

âmet

ro O

bti

do

Descrição

Dimensões

aproximadas

(mm)

Nº

pro

vet

es

Nº

de

segm

ento

s

por

face

Inspeção

Visual

UNI 11035-1:2003

UNI 11035-2:2003

UNI 11119:2004

Tábuas

Originais 70x40x3000 22 7 3038

Classe S,

Classes I,

II, III

UPV

Método Indireto

Gel vs.

Plasticina

70x40x3000

13 7 4368

e

40 em 40cm 22 25 7864

Emissor

Fixo 22 7 1512

Zonas de

Flexão 22 3/4/5 2136

Nó como

centro 20 - 3552

Método Direto

(paralelo ao fio)

Tábuas para

rotura 70x40x640 52 - 312

Flexão em

ramo

elástico

EN 408:2003 Tábuas

Originais 70x40x3000 22 3/4/5 89

e

Flexão até

rotura EN 408:2003

Tábuas para

rotura 70x40x640 52 - 52 e

Densidade e

Humidade

ISO 3130:1975

ISO 3131:1975

Provetes da

zona de

rotura

20x20x25 52 - 156 , ,

e

– Velocidade ultrassónica

– Módulo de elasticidade dinâmico

– Módulo de elasticidade local

– Módulo de elasticidade global

– Força máxima suportada pelo provete

– Resistência à flexão

– Massa volúmica dos provetes com um teor em água W

– Massa volúmica dos provetes com um teor em água igual a 12%

– Massa volúmica dos provetes com um teor em água igual a 0%

– Teor de água


21

3.2 Inspeção Visual

A inspeção visual sustenta toda a classificação visual uma vez que nesta fase são

determinados uma série de parâmetros geométricos da peça, tais como a quantidade e

disposição dos nós, o alinhamento do fio com o eixo da peça, o aspeto dos anéis de

crescimento, o descaio, o empeno e a presença de bolsas de resina e ataques fungicidas

(Brites, 2011). Posteriormente estes resultados foram equiparados com os valores limite

preconizados nas normas de classificação visual, enquadrando-se o elemento numa

determinada classe de resistência.

Esta inspeção foi realizada no laboratório a vinte e duas tábuas de Castanho provenientes de

elementos que se encontravam numa construção com aproximadamente com 100 anos de

idade, com cerca de 70x40x3000 mm (dimensões aproximadas) apresentadas na Figura 7.

Figura 7: Tábuas de Castanho

O local escolhido para esta tarefa tinha boa iluminação, requisito fundamental para este tipo

de trabalhos já que os vários parâmetros são obtidos única e simplesmente por observação

direta dos elementos.

Em primeiro lugar, realizou-se uma limpeza superficial dos elementos a analisar. Esta foi feita

com o auxílio de um pincel macio, para não alterar as formas iniciais do elemento, servindo

apenas para retirar as camadas de sujidade e de pó existentes no material. Após esta limpeza,

procedeu-se à identificação das várias tábuas, rotulando-as, por ordem alfabética, de A a V,

colocando o nome da tábua numa das faces com largura maior. Nesta fase definiram-se

também as faces das tábuas, numerando-as da Face 1 até à Face 4, sendo a Face 1 a

correspondente à face que continha o nome da tábua. Foram ainda desenhados segmentos,


22

distanciados por 40 cm, ao longo das tábuas, localizando-se o primeiro a 10 cm do início da

tábua. A Figura 8 demonstra esta numeração.

Figura 8: Numeração das faces a estudar (exemplo Tábua A)

De seguida, foi efetuado o levantamento geométrico das tábuas, com recurso a um

paquímetro, registando todas as dimensões da peça, definindo-se assim a secção e o

comprimento real de cada elemento.

Por fim, procedemos à caracterização do elemento de madeira relativamente à presença de

nós e suas dimensões, à inclinação do fio e a existência de fissuras e suas dimensões,

registando-as para posterior análise (ver Figura 9).

Figura 9: Exemplo de nós e fissuras encontrados através da inspeção visual

Como já foi referido, a inspeção visual foi realizada recorrendo a três normas italianas,

UNI 11035-1:2003, UNI 11035-2:2003 e UNI 11119:2004. Estes documentos foram

utilizados para classificar as tábuas e balizar os valores obtidos na inspeção. Segundo estes, a

madeira de Castanho poderá ser inserida em duas categorias de resistência, na categoria “S” e

nas categorias “I, II, III”. A primeira categoria resulta da classificação visual presente na

UNI 11035-2:2003, enquanto a outra é referida na UNI 11119:2004 e corresponde à

classificação dos elementos in-situ.


23

Analisando o Castanho como elemento inserido na categoria “S”, é possível retirar

informações relevantes relativamente aos seus valores característicos, obtendo uma ideia dos

valores esperados aquando a realização dos ensaios, demonstrados na Tabela 3.


UNI 11035-2:2003.

Propriedades Classe

“S”

Valor característico da resistência à flexão (MPa) 28

Valor característico da resistência à tração paralela às fibras (MPa) 17

Valor característico da resistência à tração perpendicular às fibras

(MPa) 0,5

Valor característico da resistência à compressão paralela às fibras

(MPa) 22

Valor característico da resistência à compressão perpendicular às

fibras (MPa) 3,8

Valor característico da resistência ao corte (MPa) 2,0

Valor médio do módulo de elasticidade em flexão paralela às fibras

(MPa) 11000

Valor característico do módulo de elasticidade em flexão paralela às

fibras (MPa) 8000

Valor médio do módulo de elasticidade em flexão perpendicular às

fibras (MPa) 730

Valor médio do módulo de corte (médio) (MPa) 950

Valor característico da massa volúmica (kg/m3) 465

Valor médio da massa volúmica (kg/m3) 550

Quanto à classificação segundo as categorias “I, II, III”, obtém-se os valores inseridos na

Tabela 4.


24


UNI 11119:2004

Propriedades Classe

I II III

Valor médio da resistência à compressão paralela às fibras

(N/mm2)

11 9 7

Valor médio da resistência à compressão perpendicular às

fibras (N/mm2)

2 2 2

Valor médio da resistência à flexão (N/mm2) 12 10 8

Valor médio da resistência à tração paralela às fibras

(N/mm2)

11 9 6

Valor médio da resistência ao corte (N/mm2) 0,8 0,7 0,6

Valor médio do módulo de elasticidade em flexão paralela

às fibras (N/mm2)

10000 9000 8000

Estas propriedades foram determinadas considerando o estado da madeira a analisar, isto é,

tendo em conta a presença de vários defeitos, tais como insetos, fungos ou deformações, de

fendas devido às variações de temperatura, à presença de nós, individuais ou agrupados, a

inclinação das fibras, etc.

3.3 Ensaio de Ultrassons (UPV)

Neste subcapítulo explicam-se os diversos procedimentos realizados para a obtenção dos

resultados com recurso a testes UPV.

Este método foi escolhido pelo facto de já existirem, em estudos prévios, bons resultados com

a sua aplicação. No entanto, procurou-se inovar e para isso foram utilizadas duas sondas com

frequência de transmissão diferentes. Numa primeira fase utilizaram-se as sondas de 55 kHz

nas medições, e em seguida repetiu-se o que já havia sido feito utilizando sondas de 24 kHz.

Com esta estratégia pretende-se ficar a saber se a redução da frequência de emissão de ondas

permite aumentar a fiabilidade da utilização de testes UPV na análise não destrutiva de

elementos de Castanho.

O aparelho UPV utilizado para a leitura dos valores do tempo de transição da onda

ultrassónica entre o emissor e o recetor foi o C369N da Matest, mostrado na Figura 10.


25

Figura 10: Equipamento UPV utilizado

Para a obtenção dos resultados finais dos tempos de transição da onda eram feitas três

medições por segmento definido. Das três leituras resultantes, a mais afastada foi descartada

fazendo-se uma média com as duas leituras de valores mais próximos. Com esta forma de

trabalho, os erros associados à leitura e à própria realização do ensaio, pressão aplicada nos

transdutores e o seu posicionamento ser diferente, foram diminuídos resultando por isso uma

gama de dados mais fiáveis.

O acoplamento dos transdutores à superfície do material, segundo o manual de utilização do

equipamento utilizado, deve ser feito com recurso ao espalhamento de um gel nestes, que vem

junto ao equipamento. No entanto, em trabalhos anteriores realizados na Universidade do

Minho, verifica-se que a utilização de plasticina espalhada na superfície de contacto dos

transdutores tem efeitos semelhantes à utilização do gel. Assim numa primeira fase foi

verificada a veracidade desta técnica e, após confirmação dela, utilizou-se em todas as

medições a plasticina como acoplante. Verificou-se também que é uma forma mais rápida e

limpa que a utilização de gel, já que não há necessidade de remover os detritos de gel

deixados pelas faces dos provetes, tendo-se apenas o cuidado de manter a sua superfície

regularizada e limpa de possíveis detritos da madeira. A Figura 11 representa o uso destes

dois tipos de acoplagem.


26

a) b)

Figura 11: Medição com acoplantes diferentes – a) Gel; b) Plasticina

A verificação das correlações do uso de dois acoplantes diferentes foi feita numa amostra de

treze tábuas, escolhidas aleatoriamente, e dois procedimentos distintos de obtenção de

resultados, a medição por segmentos de 40 cm e a medição com emissor fixo.

Tendo isto em mente procede-se à explicação das várias etapas realizadas recorrendo a este

método de inspeção nos tópicos seguintes.

3.3.1 Medições por segmentos de 40cm

A realização destas medições, apresentada na Figura 12, foi feita, na primeira fase,

aproveitando os segmentos definidos na inspeção visual. Estes tinham um espaçamento de

40 cm entre si, tendo o primeiro segmento uma distância de 10 cm ao início da tábua, e

estavam marcados ao longo das quatro faces longitudinais das tábuas.


27

Figura 12: Medição com transdutores separados por 40 cm

Na segunda fase de medições colocou-se o primeiro segmento a distar 20 cm do início da

tábua e manteve-se o afastamento de 40 cm entre segmentos. Na terceira e quarta fase,

mantendo-se a extensão entre segmentos, o primeiro segmento começa a 30 cm e 40 cm do

princípio da tábua, respetivamente. Este procedimento é mostrado na Figura 13.

Assim sendo, tem-se uma completa caracterização do elemento a estudar, uma vez que com

estas medições, desfasadas de apenas 10 cm ao longo das quatro faces, cobre-se todo o

elemento, podendo-se verificar as constantes variações de sinal e, juntamente com a inspeção

visual, verificar qual a razão para este fenómeno, a entrada ou saída de um nó ou grupo de nós

num segmento ou a inclinação do fio, por exemplo.

Figura 13: Exemplo das fases das medições por tramos, medidas em cm


28

3.3.2 Medições com emissor fixo

Neste ponto do trabalho fomos determinar a atenuação do sinal sentida à medida que se iam

afastando, sequencialmente, o recetor do emissor, como mostra a Figura 14.

Figura 14: Medições com emissor fixo

Com isto em vista, e aproveitando os tramos desenhados no ponto anterior o transdutor que

emitia o sinal ultrassónico foi fixado, com o auxílio de um grampo, a 10 cm do começo da

tábua. Em seguida, o recetor foi colocado no fim do primeiro tramo, isto é, a 40 cm de

distância do emissor. Esta primeira medição vai de encontro à que foi determinada com o

procedimento descrito em 3.3.1. Entretanto, na medição seguinte o recetor foi colocado no

final da segunda secção, ou seja a 80 cm do emissor. Seguindo este procedimento, como

mostra a Figura 15, na medição 3 a distância entre os transdutores era de 120 cm, e assim

sucessivamente até que se verificasse a perda completa de sinal ou, em alguns casos, que o

comprimento da tábua não fosse suficiente para esta perda se verificar.


29

Figura 15: Exemplo do ensaio UPV com emissor fixo, medidas em cm

3.3.3 Medições nos segmentos de e

Esta medição foi realizada, após os ensaios de flexão simples estarem concluídos, nos

segmentos locais e globais definidos para estes. O processo de determinação destes espaços é

descrito na secção relativa aos ensaios mecânicos de flexão simples.

Tendo como principal objetivo a comparação entre o com os e obtidos nos

ensaios de flexão, a medição com recurso aos UPV, esquematicamente representada na Figura

16, foi efetuada com o intuito de retirar o e . Para isto as medições foram

elaboradas nas faces 1 e 3 das tábuas, uma vez que estas são as mais relevantes para os

ensaios mecânicos visto ser a face 1 a sofrer compressão enquanto a face 3 está a ser

tracionada, e os transdutores colocados nos segmentos de flexão preconizados, distanciados

por 24 cm para as medições locais e por 60 cm para as medições globais, de acordo com a

norma EN 408:2003.

Figura 16: Esquema para a utilização do UPV nos segmentos dos ensaios à flexão simples,

medidas em cm


30

3.3.4 Medições com afastamento dos nós

Com o intuito de se verificar a capacidade do UPV detetar e caracterizar os defeitos presentes

ao longo das secções analisadas foi decidida a realização deste procedimento de ensaio, que

pode ser visto na Figura 17.

Para dar resposta a esta questão foram escolhidos nós de referência, isto é, nós que foram

escolhidos para funcionarem como referência central das sondas, presentes nas faces 1 e 3 ao

longo de vinte tábuas, as tábuas J e V não entraram nesta medição uma vez que a primeira

quase não apresenta nós e a segunda tem defeitos equiparáveis a outras tábuas.

O critério de escolha dos nós foi arbitrado conforme a importância do nó na face em questão,

pelo que foram escolhidos nós de diferentes tamanhos e tipos, nós isolados para verificar a

influência destes à medida que a distância entre as sondas era maior, a influência da

introdução de diversos nós, mais influentes que o de referência em alguns casos, no meio da

medição e ainda a influência que um grupo de nós pode ter.

Escolhidos os pontos de referência o ensaio foi feito através do afastamento progressivo das

sondas, tendo sempre o nó de referência como ponto central. Inicialmente as sondas estavam

colocadas a 5 cm, para cada lado, do nó. Depois era feita uma translação sucessiva das

sondas, de 5 em 5 cm, até que a distância final entre uma sonda e o nó fosse igual a 40 cm,

obtendo por isso uma distância final entre sondas de 80 cm. Em alguns casos, como o nó de

referência escolhido estava posicionado perto da extremidade, não foi possível chegar ao

afastamento final entre sondas de 80 cm, parando a medição no afastamento máximo possível.

Figura 17: Esquema das sondas a afastarem-se sucessivamente do nó, medidas em cm


31

3.3.5 Medições diretas

As medições diretas efetuaram-se após o corte das tábuas, imediatamente antes dos ensaios à

rotura. O método utilizado foi o método direto paralelo às fibras e está representado na Figura

18.

Este método permite apenas uma análise global do material, uma vez que não é possível

avaliar as zonas fracas ou críticas do material pelo simples facto de não se conseguir

determinar a posição do defeito no elemento.

a) b)

Figura 18: Método Direto – a) com sondas de 55 kHz; b) com sondas de 24 kHz

Os resultados obtidos foram posteriormente comparados com os ensaios de rotura, uma vez

que com estes é possível achar a e correspondente resistência à flexão, , a que o

provete pode ser sujeito.

3.4 Testes Mecânicos

As técnicas de avaliação destrutivas (DT), assim como as não destrutivas, são utilizadas para

avaliar as propriedades mecânicas das estruturas. Com a aplicação destas técnicas auferem-se

as propriedades mecânicas dos provetes necessárias para a sua correta avaliação.

Estes tipos de ensaios são normalmente realizados em laboratório, num ambiente de trabalho

controlado, sendo por isso necessário recolher amostras in-situ para posterior avaliação.


32

Para além disto, os resultados obtidos com estas técnicas servem de base para a comparação e

posterior validação dos ensaios de carácter não destrutivo, minimizando assim erros na

tomada de decisões e permitindo a correlação entre estes dois métodos de avaliação.

Os testes mecânicos escolhidos no desenvolvimento deste trabalho foram o teste à flexão

simples, em regime elástico, e o teste à flexão até à rotura das tábuas. Os objetivos e

procedimentos destes encontram-se explanados nas subsecções seguintes.

Os ensaios à flexão foram realizados à luz da secção 9 da norma EN 408:2003 “Timber

structures - Structural timber and glued laminated timber - Determination of some physical

and mechanical properties”, que visa a determinação do módulo de elasticidade local e global

e ainda a determinação da resistência à flexão dos provetes de madeira. A resistência à flexão

só é determinada quando se levam os provetes à rotura, ficando-se assim a conhecer a a

que estes podem ser sujeitos.

Para a realização destes ensaios verificou-se a necessidade de definir segmentos de 600 mm

ao longo das tábuas. Os critérios de definição destes tiverem em conta os resultados obtidos

com a inspeção visual, mais em concreto a existência, o número e o tipo de nós presentes nas

quatro faces longitudinais da peça. Tendo isto presente foram definidos segmentos livres de

nós, servindo assim como uma referência do material ensaiado, e segmentos que continham

diferentes tipos de nós, podendo assim verificar-se a influência direta destes nas propriedades

mecânicas dos elementos, verificando-se que para os segmentos com tipos de nós superiores

os resultados determinados eram inferiores que os segmentos que possuíam nós de tipo

inferior e que estes, por sua vez, apresentavam resultados inferiores aos segmentos de

referência.

Pela Figura 19, consegue ver-se que para a tábua B foram definidos cinco segmentos de

ensaio, escolhidos pela tábua conforme os defeitos nela presentes. Para as restantes tábuas,

apresentadas no Anexo 3.3, o processo de escolha foi análogo ao representado.


33

Figura 19: Representação esquemática da tábua B, medidas em cm

3.4.1 Teste à flexão em 4 pontos

Este teste foi executado com o intuito de determinar o módulo de elasticidade local e global

em flexão, sendo por isso realizado em regime elástico linear, preservando-se assim as tábuas

de Castanho. Deste modo, a secção e comprimento dos provetes testados são os iniciais, isto

é, 70x40x3000 mm (dimensões aproximadas). Um exemplo da aplicação deste ensaio é

evidenciado na Figura 22.

De acordo com a EN 408:2003, o provete deve ter um comprimento mínimo de 19 vezes a

altura da secção. O provete vai ser simetricamente carregado à flexão, em dois pontos, durante

um período de cerca de 18 vezes a altura da secção. Estas orientações estão representadas na

figura seguinte.


34

Figura 20: Esquema do ensaio dos provetes à flexão simples (EN 408:2003)

A Tabela 5 mostra os valores utilizados na montagem laboratorial correspondentes à Figura

20 e aplicados ao caso em estudo.

Tabela 5: Valores aplicados na montagem laboratorial do ensaio à flexão

Secção transversal (mm) 70

(mm) 40

Distância entre a posição de carga e o apoio mais próximo (mm) 180

Espaço em flexão (mm) 200

Vão entre apoios (mm) 600

Inércia (mm4) 373333,3

Forças

(N) 500

(N) 2000

(N) 1500

Uma vez que as tábuas, neste ponto do trabalho, não foram cortadas em secções longitudinais

de menor dimensão, e como já foi referido na secção anterior, foram definidos diferentes

segmentos de ensaio nas tábuas, realizando-se vários ensaios por tábua, sendo por isso

necessária a translação da tábua ao longo do pórtico de ensaio. A Figura 21 demonstra o

sentido de translação adotado.


35

Figura 21: Esquema do movimento a efetuar para a realização do teste nos segmentos da

tábua ( representa a deformação medida), medidas em m

Pode-se ainda referir que o provete estava simplesmente apoiado e que, na primeira fase, a

força máxima aplicada não excedeu os 40% da força resistente máxima. O ensaio foi

realizado com medição em tempo real da força aplicada e do valor da deformação a meio vão,

através da colocação de um LVDT neste local, obtendo-se assim os resultados de forma

contínua à medida que este se realizava.

A carga foi aplicada de forma constante, em três ciclos de carga e descarga, em que o

movimento do atuador de carga não era superior a 0,003h mm/s.

O equipamento de carga utilizado é capaz de medir a carga com um erro de 1% da carga total

aplicada ao provete. A deformação foi medida, a meio vão, no centro de um comprimento

de medida central igual a cinco vezes a largura da secção.

a) b) c)

Figura 22: a) Teste à flexão; b) Pormenorização da posição dos apoios, célula de carga e

LVDT’s; c) Segmento escolhido devido ao conjunto de nós representados


36

Como já referido, os principais dados obtidos num ensaio de flexão realizado em regime

elástico linear são os deslocamentos locais e globais no tempo em relação à carga aplicada.

Face a estes resultados, é possível calcular, respetivamente, o módulo de elasticidade local,

, e global, , dos provetes.

O módulo de elasticidade local foi obtido a partir dos resultados obtidos para os

deslocamentos locais. Estes resultados vão ser organizados num gráfico carga (1) vs.

deformação local (2). Um exemplo geral deste gráfico é apresentado a seguir.

Figura 23: Gráfico carga-deformação compreendido na gama das deformações elásticas (EN

408:2003)

O módulo de elasticidade local ( ) é obtido através da seguinte equação:

(5)

Onde é um incremento de carga, em N, na linha de regressão com um coeficiente

de correlação mínimo igual a 0,99, é o incremento de deformação, em mm,

correspondente a (ver Figura 23), é a distância, em mm, entre a posição de carga

e o apoio mais próximo num teste de flexão, é o espaço em flexão, em mm, e é a inércia,

em mm4.

O módulo de elasticidade global ( foi obtido de forma análoga ao local, porém neste

consideram-se os deslocamentos globais obtidos. A equação que nos permite retirar o seu

valor é:


37

(6)

Onde é um incremento de carga, em N, na linha de regressão com um coeficiente

de correlação ao quadrado mínimo igual a 0,99, é o incremento de deformação, em

mm, correspondente a (ver Figura 23), é a distância, em mm, entre a posição de

carga e o apoio mais próximo num teste de flexão, é o espaço em flexão, em mm, e é a

largura da secção transversal, em mm, e é a altura da secção transversal, em mm, num teste

de flexão.

Determinados e podem-se compará-los com o e , respetivamente,

obtidos anteriormente pela utilização do UPV nos segmentos equivalentes aos destes ensaios.

3.4.2 Teste de flexão até à rotura

Este teste foi executado com o intuito de determinar a resistência à flexão das tábuas de

Castanho, ficando-se assim a conhecer a força máxima a que estas podem ser sujeitas. O

esquema de montagem deste ensaio pode ser visto na Figura 24.

Figura 24: Esquema do ensaio à flexão destrutivo (w representa a deformação medida),

medidas em m

Para a realização deste teste, os provetes utilizados foram obtidos pelo corte das tábuas

originais, ficando com uma secção igual a 70x40x640 mm, dimensões aproximadas,

apresentando-se um exemplo na Figura 25. Este corte foi feito uma vez que se consideraram,

para ensaio, diferentes segmentos da mesma tábua, sendo assim necessário restringir a rotura

ao segmento ensaiado impedindo-a de se alastrar ao longo da tábua.


38

Figura 25: Tábua U após o corte para ensaio à rotura

A definição das zonas de corte resultou de uma análise prévia das correlações encontradas

entre o e e a velocidade dos UPV encontrada nos segmentos submetidos ao ensaio à

flexão em 4 pontos. Desta análise concluiu-se quais seriam as secções a cortar, considerando-

se para tal aquelas que apresentaram melhor coeficiente de correlação, resultando no corte de

52 provetes para a determinação dos parâmetros de rotura.

Segundo a EN 408:2003, o arranjo deste ensaio é igual ao do teste à flexão em 4 pontos,

representado na Figura 21. A diferença está no facto de aqui não se realizar a translação da

tábua e de apenas se considerar um incremento de carga consecutivo até que seja verificada a

rotura da peça.

A título de exemplo na Figura 26 é mostrada a configuração deste ensaio assim como o tipo

de rotura ocorrido.

a) b) c)

Figura 26: Teste à rotura da tábua N1 - a) antes da rotura; b) pós-rotura; c) Pormenor da rotura

ao longo da secção


39

Relativamente à resistência à flexão, , esta será determinada através da medição da carga

máxima, , necessária para levar os provetes à rotura. A força máxima é determinada pelo

máximo valor da carga aplicada, imediatamente antes do provete entrar em rotura.

A resistência à flexão é dada pela expressão,

(7)

Onde é a distância, em mm, entre a posição de carga e o apoio mais próximo num teste de

flexão, é a carga máxima, em N, e é o módulo da secção, em mm3.

Considerando estes valores, podemos fazer as correlações necessárias entre os vários ensaios

realizados.

3.5 Massa volúmica e teor de água

A massa volúmica da madeira revela-se fulcral quando se fala na avaliação e caracterização

do comportamento mecânico e físico de elementos constituídos por ela. A densidade está

relacionada com as propriedades de resistência do elemento, sendo estas dependentes da

espécie de madeira que se está a analisar.

A massa volúmica de uma amostra é simplesmente traduzida por,

(8)

Onde é a massa do provete e o volume do mesmo.

Assim, tem-se que proceder à medição da geometria de cada provete – volume – e à pesagem

dos mesmos – massa. Estes valores vão ser determinados de acordo com o procedimento

sugerido pela norma internacional ISO 3131:1975 “Wood – Determination of density for

physical and mechanical tests”. Como complemento desta, para a determinação da humidade

dos provetes, foi utilizada a norma internacional ISO 3130:1975 “Wood – Determination of

moisture content for physical and mechanical tests”.


40

Numa primeira fase, a densidade foi calculada considerando os provetes inteiros, antes do

ensaio à flexão e antes do corte dos provetes para serem ensaiados à rotura, para isso é

necessária uma primeira avaliação do teor de humidade destes uma vez que os provetes estão

armazenados num abrigo ao ar livre, estando por isso sujeitos à ação das condições

ambientais. Nesta fase adotou-se a fórmula descrita na Equação 8.

A segunda fase do cálculo da densidade e da humidade apenas foi realizada quando todos os

testes mecânicos estavam terminados uma vez que os provetes, de acordo com as normas ISO

3130:1975 e ISO 3131:1975, teriam de ser retirados junto das zonas de rotura sofridas pelas

tábuas.

A norma internacional ISO 3131:1975 especifica um método para a determinação da

densidade da madeira para a realização de ensaios físicos e mecânicos, considerando o teor de

humidade do provete no momento do teste e na condição de este estar absolutamente seco,

determinando também a densidade convencional, isto é, a relação da massa do provete em

condições secas com o volume do provete com teor de humidade igual ou superior ao ponto

de saturação.

Para a determinação destas propriedades, será necessária a utilização de alguns instrumentos

de apoio ao trabalho, tais como:

Instrumento de medição capaz de determinar as dimensões do provete com uma

precisão de 0,1 mm (por exemplo um paquímetro);

Uma balança com uma precisão de 0,01g;

Equipamento para a determinação do teor de humidade de acordo com a norma

ISO 3130:1975 (equipamentos capazes de secar a madeira até às condições de

secagem absoluta, dessecadores, etc.).

Os provetes para os ensaios de densidade foram extraídos perto da zona de rotura ocorrida

quando as tábuas foram submetidas ao teste de rotura, ficando estes com dimensões de

20x20x25 mm, medidas aproximadas.


41

Figura 27: Provetes da zona de rotura

O procedimento para a determinação da densidade vai ser dividido em três fases distintas:

i) Determinação da massa volúmica com o teor de água no momento do teste

Os provetes foram colocados numa câmara climática sob condições de temperatura, 20°C, e

humidade relativa do ar, 60%, constantes. As peças foram mantidas nestas condições até

atingirem um estado de estabilização. Para chegar a este estado, depois de algumas horas na

câmara, realizou-se uma pesagem dos provetes, registando os valores obtidos. Após duas

horas desta medição, uma nova pesagem foi feita e em seguida foram comparados ambos os

valores. Considera-se que os provetes estão estabilizados se a segunda pesagem diferir da

anterior em menos de 0,1% do novo peso.

Figura 28: Pesagem dos provetes estabilizados


42

Atingida a estabilização, mediram-se os lados da secção transversal longitudinal das amostras,

tendo em conta os erros máximos admitidos pela norma. Em seguida determina-se o teor de

humidade do provete tendo em consideração as etapas apresentadas na norma ISO 3130:1975.

A massa volúmica dos provetes, , com um teor de água W, no momento do teste é dada

pela seguinte expressão:

(9)

Onde é a massa, em kg, do provete contendo um teor de humidade , são as

dimensões, em m, do provete contendo um teor de humidade , e é o volume, em m3, do

provete contendo um teor de humidade .

Quando necessário, a massa volúmica deve ser ajustada para um teor de água de 12%,

aplicando neste caso a seguinte fórmula válida para teores de água compreendidos entre 7 e

17%:

(10)

Onde é o coeficiente de redução volumétrica para uma alteração do teor de água em 1%

(para cálculos aproximados , para massas volúmicas expressas em

kg/m3)

ii) Determinação do teor de água

Como já referido, o teor da humidade vai ser determinado tendo por base a norma

ISO 3130:1975.

Depois da câmara climática, os provetes são colocados num forno a temperatura constante.

Após a secagem das amostras no forno, mantendo a massa constante, a uma temperatura de

103°C ± 2°C, para obter a massa volúmica na condição de secagem absoluta, os provetes são

arrefecidos num dessecador e pesados rapidamente para evitar um aumento da humidade. O

teor de água, , em percentagem de massa, é calculado por:

(11)


43

Onde é a massa, em g, dos provetes antes da secagem e é a massa, em g, dos provetes

depois da secagem. O teor de água para cada provete deve ser calculado com uma

aproximação de 1%.

iii) Determinação da massa volúmica em condições de secagem absoluta

Após a secagem, seguir o procedimento de pesagem e medição dos provetes já descrito.

Figura 29: Provetes no exsicador com sílica

A massa volúmica 0 de cada provete nestas condições de secagem é obtida pela seguinte

expressão de cálculo:

(12)

Onde é a massa, em kg, do provete em condições de secagem absoluta , são as

dimensões, em m, do provete em condições de secagem absoluta, e é o volume, em m3, do

provete em condições de secagem absoluta.


44

Esta página foi deixada propositadamente em branco.

Apresentação e análise de resultados

45

Capítulo 4

APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DE RESULTADOS

4.1 Introdução

Este capítulo está subdividido em dois, sendo que na primeira parte é feita a apresentação dos

resultados obtidos em toda a campanha experimental realizada. Feito isto será apresentado

também uma análise sobre estes resultados, com o intuito de melhor perceber o que foi obtido,

verificando se estes permitem responder ao que inicialmente foi proposto neste trabalho.

Na parte referente à análise de resultados, a gama de correlações encontrada será disposta

consoante as categorias preconizadas pelo Joint Committee on Structural Safety: alta (

), média ( ), baixa ( ), muito baixa ( ), inexistente

( ) (JCSS, 2006). No entanto, o valor do coeficiente de correlação, r, retirado

diretamente dos gráficos vem ao quadrado, pelo que se procede a uma ligeira adaptação destes

valores. Assim sendo, a gama de correlações presentes neste documento segue a seguinte

disposição: alta ( ), média ( ), baixa ( ), muito

baixa ( ), inexistente ( ).

4.2 Apresentação de Resultados

A apresentação dos resultados é feita consoante as etapas dos trabalhos realizados. A inspeção

visual, necessária para a primeira análise das propriedades/características da madeira em

estudo impressão do trabalho realizado, é apresentada em primeiro plano. Depois

demonstram-se os resultados obtidos na análise da massa volúmica e do teor em água das


46

tábuas a analisar. Posteriormente segue-se a exibição dos resultados dos ensaios mecânicos à

flexão simples e à rotura. Por fim, sintetizam-se os resultados das várias medições feitas nas

tábuas recorrendo à utilização de ensaios UPV como método não destrutivo para a análise das

propriedades materiais dos elementos em estudo.

4.2.1 Inspeção Visual

A inspeção visual das tábuas de Castanho marcou o início dos trabalhos praticados nestas.

Nesta inspeção catalogaram-se os defeitos da madeira, verificando-se o seu posicionamento

no elemento, assim como as suas características. Ao mesmo tempo determinou-se também a

inclinação das fibras ao longo do elemento. Para determinação do posicionamento dos nós e

da inclinação das fibras no elemento, as tábuas foram colocadas com a Face 1 voltada para

cima e com o nome da tábua posicionado do lado direito do inspetor. Quando esta face estava

catalogada prosseguia-se para a Face 2, rodando a tábua no sentido anti-horário, e assim

sucessivamente. As medições foram feitas no sentido direita-esquerda. Na Tabela 6

demonstram-se os resultados obtidos com a inspeção visual dos nós da Face 1 da Tábua A.

No que diz respeito à caracterização do nó, o tipo deste está relacionado com a classe de

inspeção visual em que este está inserido, de acordo com as categorias referidas na UNI

11119:2004. Os nós definidos como Tipo IV são aqueles que, devido à sua dimensão, não

pertencem a nenhuma das categorias preconizadas nesta norma, sendo por isso não

classificáveis de acordo com esta.

Tabela 6: Resultados da inspeção visual realizada à Face 1 da Tábua A

Nó Posição dos Nós Dimensões dos Nós Caracterização dos Nós

X (cm) Y (cm) X (cm) Y (cm) Área (cm2) Dmáx (mm) Tipo Nó

1 48,3 3,9 0,5 0,6 0,24 6 I Isolado

2 101,9 0,8 1,8 1,1 1,56 18 II Isolado

3 197,6 2,3 0,5 0,5 0,20 5 I Grupo

4 199,4 2,8 0,4 0,5 0,16 5 I Grupo

5 202,5 2,9 2,1 3,0 4,95 30 III Grupo

6 227,5 2,5 1,0 1,1 0,86 11 I Isolado

Quanto aos resultados referentes à inclinação das fibras, também se demonstra o que foi

obtido para a Tábua A. Esta informação é sintetizada na Tabela 7. As inclinações foram,

igualmente, medidas nos segmentos de 40 cm previamente definidos. Foi medida ainda uma


47

inclinação de referência para cada uma das faces, numa zona em que se verificava que as

fibras estavam com um alinhamento normal, ou seja, numa zona suficientemente afastada da

influência de anomalias e desalinhamentos provocados pelos nós.

Tabela 7: Inclinações das fibras ao longo da Tábua A, em %

X (cm) Face 1 Face 2 Face 3 Face 4

Referência 1,7 5,2 3,5 7,0

10 7,0 1,7 14,8 26,2

50 10,5 17,5 8,7 15,7

90 7,0 1,7 8,7 12,2

130 1,7 1,7 8,7 5,2

170 5,2 0,0 8,7 7,0

210 14,0 3,5 36,7 45,4

250 3,5 15,7 4,4 7,0

290 1,7 1,7 26,2 15,7

Os resultados obtidos para as restantes tábuas através da inspeção visual realizada são

mostrados no Anexo 1 exibindo-se tanto a caracterização dos nós como a inclinação das

fibras.

4.2.2 Massa Volúmica e Teor em Água

Em primeiro lugar foi calculada a massa volúmica aparente de todas as tábuas, com a sua

dimensão e forma inicial. Para isso mediram-se as secções transversais das tábuas, recorrendo

a um paquímetro e medindo as tábuas ao longo de segmentos longitudinais distados de 40 cm,

e em seguida pesaram-se as tábuas. Estes valores estão presentes na Tabela 8.

Tabela 8: Resultados da massa volúmica no início dos trabalhos ( em kg/m3)

A B C D E F G H

577,96 560,86 609,31 603,16 625,32 495,20 602,51 627,71

I J K L M N O P

541,18 618,27 602,73 561,10 563,28 592,10 565,11 591,42

Q R S T U V

552,16 570,71 566,94 551,87 543,07 550,87


48

Posteriormente aos ensaios de rotura, um pequeno provete foi retirado da zona de rotura das

tábuas e seguiram-se os testes para a caracterização da massa volúmica e do teor em água

destes. Os resultados destes testes podem ser vistos na Tabela 9. Para melhor se perceber e

posteriormente analisar estes dados, divulga-se na Tabela 10 uma síntese destes.

Tabela 9: Resultados médios por tábua da massa volúmica no instante do teste ( em

kg/m3), da massa volúmica ajustada para um teor de água de 12% ( em kg/m

3),da massa

volúmica após secagem ( em kg/m3) e do teor em água ( em %)

B D E G H I J M

532,90 584,99 605,02 585,20 624,01 541,57 627,29 535,11

541,28 590,73 611,93 591,50 630,15 548,02 634,42 540,71

511,26 556,84 577,52 557,98 597,81 517,51 604,85 507,47

9,12 10,05 9,65 9,85 9,90 9,79 9,56 10,08

N O P R S U V

627,03 567,28 593,84 572,55 556,99 511,75 552,92

635,83 574,90 600,19 578,99 564,07 518,81 558,86

602,07 545,28 569,11 545,72 532,21 491,88 524,22

8,93 9,40 9,84 9,81 9,59 9,56 9,97

Tabela 10: Resultados globais da massa volúmica no instante do teste ( e em kg/m3), da

massa volúmica ajustada para um teor de água de 12% ( em kg/m3), da massa volúmica

após secagem ( em kg/m3) e do teor em água ( em %)

Min. Máx. Média

Valor

Característico CoV

495,20 627,71 576,04 541,27 6%

511,75 627,29 574,56 526,55 6%

518,81 635,83 581,36 534,14 6%

491,88 604,85 549,45 502,79 7%

8,93 10,08 9,67 9,06 3%

Pelos valores presentes nestas tabelas afere-se, como seria de esperar, que a massa volúmica

após secagem tem valores inferiores quando comparada com os seus valores no momento do

teste. Pode-se ainda determinar a comparação entre os resultados obtidos para os elementos na

sua forma inicial em relação aos provetes cortados pós rotura. Na Tabela 11 está representado

o cálculo da diferença e da diferença média entre as medições com secções longitudinais

diferentes, para as medições no instante do teste. Apresenta-se ainda, na Figura 30, a

correlação entre os valores de massa volúmica para os dois tipos de elementos referidos.


49

No Anexo 2 apresentam-se os resultados para a massa volúmica e para o teor em água de cada

provete testado.

Tabela 11: Diferença obtida no instante do teste entre e

B D E G H I J M

Diferença 8,46% 3,11% 3,36% 2,96% 0,59% 0,07% 1,44% 5,26%

N O P R S U V

Diferença 5,57% 0,38% 0,41% 0,32% 1,79% 6,12% 0,37%

Diferença

média 2,68%

Figura 30: Correlação obtida no instante do teste entre e

Pode verificar-se que a correlação obtida na comparação destas massas volúmica é alta,

, e que a diferença média entre elas é relativamente baixa, no entanto as diferenças

de valores encontradas devem-se ao facto de a madeira ser um material natural, contendo por

isso valores diferentes de massa volúmica quando se consideram diferentes secções mesmo

que estas sejam provenientes do mesmo elemento.

Segundo o procedimento descrito na secção 6 da NP EN 384:2009, o valor caracteristico da

massa volúmica deve ser calculado em função do número de provetes de cada amostra

considerada. Os resultados encontrados para os valores caracteristicos da massa volúmica são

apresentados na Tabela 12. A diferença entre os valores caracteristicos da densidade

determinados pela fórmula da distribuição normal, presentes na Tabela 10, e os valores

caracteristicos calculados tendo em conta esta norma são também mostrados. De uma forma

geral a diferença obtida para o valor característico entre as duas fórmulas de cálculo não é

muito significativo, encontrando-se valores ligeiramente inferiores pela norma.

y = 1,0378x - 33,796

R² = 0,6458

500

520

540

560

580

600

620

640

500 550 600

ρw

(k

g/m

3)

ρ (kg/m3)


50

Tabela 12: Valores característicos pela NP EN 384:2009, em kg/m3, para a massa volúmica

Valor

Característico Diferença

522,50 4%

514,32 2%

520,93 3%

490,29 3%

4.2.3 Testes à flexão simples

Os principais resultados obtidos nos ensaios à flexão simples, pela norma EN 308:2004,

realizados em regime elástico linear são o módulo de elasticidade local e global, obtidos em

função da carga aplicada. O carregamento aplicado durante a realização deste ensaio foi

dividido em três ciclos, carregando e descarregando as tábuas sucessivamente. A título de

exemplo, as fases do carregamento executado no primeiro segmento da tábua A são mostradas

na Figura 31, numerando-se os consecutivos ciclos de carga, mostrando-se também os ciclos

de descarga associados. Foram escolhidos três ciclos de ensaio com o objetivo de serem

diminuídos erros na obtenção e registo dos valores. O primeiro ciclo é um ciclo de controlo

servindo apenas para iniciar o ensaio e fazer com que a transição para o segundo ciclo de

carga seja autónoma. Com os ciclos 2 e 3 obtêm-se os valores finais através de uma média

entre eles, minimizando desta forma possíveis erros na leitura dos valores quando o ensaio

decorre.

Figura 31: Fases do carregamento, em função do tempo, durante o ensaio à flexão simples

em regime elástico do segmento 1 da tábua A

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

00:00 02:53 05:46 08:38 11:31 14:24

Carg

a (

kN

)

Tempo (mm:ss)

3 2 1


51

Os deslocamentos locais e globais obtidos em função do tempo, para o primeiro segmento da

tábua A, podem ser vistos na Figura 32. Estes deslocamentos, necessários para o cálculo do

módulo de elasticidade local, , e do módulo de elasticidade global, , respetivamente,

foram medidos por dois LVDT externos, o local estava colocado no centro das cargas, fixo à

tábua, e o global colocado na célula de carga, medindo o deslocamento do atuador.

Figura 32: Deslocamentos, em função do tempo, durante o ensaio à flexão simples em

regime elástico do segmento 1 da tábua A

Módulo de Elasticidade Local ( )

Para o cálculo do módulo de elasticidade local dos segmentos escolhidos ao longo das vinte e

duas tábuas, A-V, apenas se consideraram as fases de carregamento 2 e 3, representadas na

Figura 31. O gráfico obtido para a carga em função do deslocamento local para o segmento 1

da tábua A, considerando todas as fases decorridas ao longo do ensaio, é representado na

Figura 33 mostrada de seguida.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

00:00 02:53 05:46 08:38 11:31 14:24

Des

loca

men

to (

mm

)

Tempo (mm:ss)

Deslocamento Global

Deslocamento Local


52

Figura 33: Deslocamentos locais, em função da carga, para o segmento 1 da tábua A

durante as três fases de carga e descarga

Foram ainda feitos dois gráficos distintos de Deslocamentos locais vs. Carga aplicada,

correspondestes às duas fases de carregamento consideradas com o objetivo de se encontrar

uma regressão linear válida dentro do intervalo de forças considerado para este ensaio, (0,1 –

0,4) , estimando deste modo a força máxima. Continuando a linha anterior um exemplo

é, em seguida, representado.

a) b)


relativos aos incrementos de carga escolhidos para a análise – a) Fase de carga nº2; b) Fase

de carga nº3

De acordo com a Figura 34, e possuindo já o incremento de carga , o cálculo da

variação dos deslocamentos vai ser obtido tendo em conta as regressões lineares

do tipo encontradas. Outra observação retirada pelos gráficos projetados para os

vários segmentos das tábuas, é que os coeficientes e das regressões são obtidos com um

coeficiente de correlação muito próximo de 1, . Finalmente, o módulo de

y = 11,062x - 0,1471

R² = 0,9858

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 0,1 0,2 0,3 C

arg

a (

kN

) Deslocamento (mm)

y = 11,155x - 0,1313

R² = 0,9925

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 0,1 0,2 0,3

Carg

a (

kN

)

Deslocamento (mm)

y = 11,22x - 0,1248

R² = 0,992

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 0,1 0,2 0,3

Carg

a (

kN

)

Deslocamento (mm)


53

elasticidade local foi obtido pelo cálculo do valor médio dos dois módulos de elasticidade

locais para as duas fases de carga atrás explanadas, para cada segmento através da Equação 5.

Módulo de Elasticidade Global ( )

O módulo de elasticidade global foi calculado, tal como o módulo de elasticidade global,

apenas se consideraram as fases de carregamento 2 e 3, representadas na Figura 31. O gráfico

obtido para a carga em função do deslocamento global para o segmento 1 da tábua A,

considerando todas as fases decorridas ao longo do ensaio, é representado na Figura 35

mostrada de seguida.


durante as três fases de carga e descarga

Com vista a melhorar a perceção dos resultados dos ensaios, também aqui foram feitos dois

gráficos distintos de Deslocamentos globais vs. Carga aplicada, correspondestes às duas fases

de carregamento consideradas com o objetivo de se encontrar uma regressão linear válida

dentro do intervalo de forças considerado para este ensaio, (0,1 – 0,4) , estimando deste

modo a força máxima. Estes gráficos, para o segmento que tem servido de exemplo, são

apresentados na Figura 36.

y = 1,2111x - 0,263

R² = 0,9845

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Carg

a (

kN

)

Deslocamento (mm)


54

a) b)

Figura 36: Deslocamentos globais, em função da carga, para o segmento 1 da tábua A

relativos aos incrementos de carga escolhidos para a análise – a) Incremento de carga nº2;

b) Incremento de carga nº3

De acordo com a Figura 36, e possuindo já o incremento de carga , o cálculo da

variação dos deslocamentos vai ser obtido tendo em conta as regressões lineares

do tipo encontradas. Tal como no processo de cálculo do módulo de elasticidade

local, os coeficientes e das regressões são obtidos com um coeficiente de correlação

muito próximo de 1, . Por fim, o módulo de elasticidade global foi também obtido

pelo cálculo do valor médio dos dois módulos de elasticidade globais auferidos para as duas

fases de carga atrás explanadas, para cada segmento das tábuas através da Equação 6.

Resistência à flexão ( )

A resistência à flexão deriva da medição da carga máxima, , aplicada às tábuas quando

estas são levadas à rotura, deixando a tábua de funcionar em regime elástico linear, sendo este

valor encontrado imediatamente antes desta. Para as amostras pré-definidas a resistência à

flexão foi então calculada através da Equação 7.

No final dos ensaios de rotura realizados às 52 tábuas escolhidas, desenharam-se gráficos para

melhor entender o tipo de rotura ocorrido. Como exemplo, mostra-se o gráfico obtido para a

força em função do deslocamento para a tábua B1, considerando todas as fases decorridas ao

longo do ensaio, é representado na Figura 37 mostrada de seguida. Mesmo após obtida a força

máxima, foi continuado o ensaio de forma a obter o comportamento do elemento pós rotura

inicial.

y = 1,2244x - 0,282

R² = 0,9948

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Carg

a (

kN

)

Deslocamento (mm)

y = 1,2226x - 0,3006

R² = 0,9936

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Carg

a (

kN

)

Deslocamento (mm)


55

Figura 37: Representação dos deslocamentos e força necessária para a rotura da tábua B1

Pela Figura 37 pode-se verificar que após atingido o pico de força máxima, perto dos 3 kN, a

tábua sofre uma primeira rotura, baixando a força para perto dos 2,3 kN. Como o ensaio

continuou a decorrer, observa-se que a força ainda sobe ligeiramente antes de a tábua sofrer

nova rotura, desta vez com uma queda mais acentuada da força, tendo o valor da força

descido cerca de 70%, passando dos 2,3 kN para os 0,7 kN, aproximadamente.

Os deslocamentos medidos durante a realização destes ensaios foram controlados através de

duas formas distintas, uma interna e outra externa ao atuador. A primeira foi obtida pela

medição interna do deslocamento do atuador de força e a segunda pela colocação de um

LVDT posicionado de forma a conseguir medir a deslocação da célula de carga. Neste ensaio

não se colocou nenhum LVDT na tábua de maneira a preservar o material do laboratório, pois

devido às roturas ocorridas, por vezes bruscas, estes poderiam ser assolados. Para todas as

tábuas ensaiadas, e uma vez que se utilizaram estas duas formas de controlo no ensaio, foram

feitos gráficos para a correlação das mesmas. Na Figura 38 mostra-se o gráfico obtido para a

tábua B1. Através deste verifica-se que a correlação entre eles está perto de 1, pelo que é

seguro afirmar que os valores obtidos são credíveis.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 5 10 15

Forç

a (

kN

)

Deslocamento (mm)


56

Figura 38: Relação obtida entre os controladores utilizados na medição dos deslocamentos

obtidos no ensaio de rotura da tábua B1

Resultados

Os resultados dos ensaios realizados à flexão, módulo de elasticidade local e global e

resistência à flexão estão presentes na Tabela 13. Para melhor se relacionar os resultados

obtidos com os valores presentes nas normas, é apresentada a Tabela 14 que engloba de forma

geral estes resultados.

Tabela 13: Resultados dos ensaios realizados à flexão simples: , e em

A B C D E F G H

13365,77 10210,18 8385,45 10094,78 8722,16 7351,04 7174,54 11769,88

11423,48 8935,75 9014,32 9528,54 9217,30 5702,80 9626,29 10813,25

- 36,77 - 43,67 31,24 - 40,86 50,96

I J K L M N O P

13646,65 15695,36 11608,63 11023,27 9139,47 12054,41 11597,42 11349,73

10843,72 12149,66 12094,70 8193,32 6650,52 10303,99 10174,26 8981,33

63,00 52,87 - - 33,72 40,84 58,70 32,81

Q R S T U V

9611,60 11268,21 10298,59 12707,24 10844,75 8734,85

7443,70 9436,13 9408,49 8704,03 9195,62 9900,78

- 35,35 42,80 - 31,13 43,20

y = 1,0037x - 0,0965

R² = 0,9999

0

2

4

6

8

10

12

14

0 5 10 15 D

eslo

cam

ento

Atu

ad

or

(mm

) Deslocamento LVDT (mm)


57

Tabela 14: Resultados globais dos ensaios realizados à flexão simples: , e em

N/mm2

Min. Máx. Média Valor

Característico CoV

Amostra

média

por tábua

7174,54 15695,36 10757,00 7402,76 19%

5702,80 12149,66 9442,82 6690,18 17%

31,13 63,00 42,53 31,21 23%

Amostra

total

1027,65 18211,60 10733,85 4127,21 36%

1293,13 13587,95 9408,29 5127,31 26%

11,25 81,71 43,12 13,35 44%

Em suma, verifica-se que, em média, o módulo de elasticidade local é maior que o módulo de

elasticidade global. Podemos ainda afirmar que estes valores se enquadram nos valores

característicos resguardados na classe S (UNI 11119:2004) e na classe I (UNI 11035-2:2003),

sendo portanto equiparados a estas categorias. Quanto à resistência à flexão, e tendo em conta

que esta foi determinada em elementos de pequena dimensão e que esta resistência diminui

com o efeito da escala devido à maior probabilidade de se encontrarem defeitos, o valor

médio obtido foi claramente superior aos valores que se aferem nestas normas, inserindo-se

assim, tal como para os dois módulos de elasticidade, nas duas classes atrás mencionadas.

Comparando os valores globais da Tabela 14 com os valores encontrados, para as mesmas

tábuas, por Sousa, et al. (2012), verifica-se que estes são inferiores aos referênciados no artigo

citado. A causa para esta discrepância de valores está no facto de apenas se considerarem

alguns segmentos por tábua, escolhidos, como já foi dito, em função dos nós existentes. Como

no artigo os ensaios realizados são feitos ao longo de toda a tábua, considerando também

segmentos livres de defeitos, é natural que os valores encontrados sejam superiores.

No Anexo 3 estão definidos os resultados dos ensaios mecânicos realizados, sendo estes

dispostos por segmento ensaiado e dividindo-se em Anexo 3.1 e Anexo 3.2.

Na Tabela 15 são apresentados os valores característicos calculados de acordo com a secção 5

da NP EN 384:2009. Também se evidenciam as diferenças obtidas quando se comparam os

resultados da distribuição normal com os da norma.


58

Tabela 15: Valores médios e característicos pela NP EN 384:2009, em N/mm2, dos ensaios

realizados à flexão simples

Valor

Médio

Valor

Característico Diferença

11264,00 - 5%

9540,77 - 1%

- 7,22 85%

Facilmente se verifica que as diferenças obtidas para o módulo de elasticidade, quando os

resultados deste obtidos pela distribuição normal são comparados com os resultados

calculados pela norma, são baixos pelo que para a determinação do módulo de elasticidade é

indiferente utilizar qualquer método de cálculo. No entanto, no que diz respeito à resistência à

flexão, o erro obtido é bastante elevado. A causa provável para isto é o facto de todos os

segmentos escolhidos para o ensaio à rotura possuírem nós, fazendo com que a secção não

seja tão resistente como uma secção livre de defeitos seria. Assim, o cálculo desta resistência

seguindo o modelo da distribuição normal considera apenas os segmentos com defeitos

testados. Porém, o cálculo realizado de acordo com a norma considera todos os tipos de

segmentos, considerando também os segmentos livres de defeitos. Esta consideração vai fazer

com que os valores obtidos para a resistência sejam superiores, resultando assim uma grande

diferença entre os dois métodos de cálculo.

4.2.4 Ensaio de ultrassons (UPV)

Os testes UPV realizados são testes de carácter não destrutivo que fornecem informações

relativas ao tempo de propagação e à velocidade atingida pela onda entre um emissor e um

recetor de ondas ultrassónicas ao longo de um provete. Estes ensaios foram realizados

considerando duas direções de propagação de onda, sendo realizados o método indireto,

protagonizado antes da realização dos ensaios mecânicos para obtenção do módulo de

elasticidade, e o método direto nas faces de topo, paralelo às fibras, feito antes dos ensaios de

rotura.

De acordo com o que já foi dito, cada valor de tempo foi obtido através da média dos dois

valores medidos mais próximos, sendo realizado um total de três medições para cada

segmento, calculando no fim a velocidade da onda. Posteriormente fez-se o cálculo do .


59

De acordo com a Equação (2), a densidade é necessária para este cálculo. Aquando a

realização da inspeção visual, realizou-se um cálculo aparente da densidade de cada tábua no

momento do teste, obtendo um valor de kg/m3. Quando se realizaram os

testes de densidade aos provetes retirados das zonas de rotura, a densidade obtida no momento

do teste foi kg/m3 (este valor foi obtido pela média das 52 tábuas

ensaiadas). Perante estes resultados, para os cálculos do utilizou-se um valor aproximado

para a densidade, kg/m3.

Medição do efeito do material de acoplamento dos transdutores

Como já foi explicado, previamente aos ensaios de ultrassons, definiu-se o tipo de acoplante a

utilizar ao longo destas medições. Para isso, fizemos algumas medições recorrendo ao gel

como acoplante, e em seguida repetimo-las mas usando a plasticina na superfície das sondas.

Os resultados médios das medições realizadas com o gel estão presentes na Tabela 16 e os

resultados para as medições com plasticina na Tabela 17. No Anexo 4.1 encontram-se os

resultados destas medições distribuídos por faces, pelo que nesta secção só se demonstram os

resultados médios por tábuas.

Tabela 16: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com gel: em m/s e em

N/mm2

A C F H J K L

Segmentos

de 40cm

5409,41 5066,04 5105,97 5127,37 5559,64 5570,23 4724,86

16885,39 14862,79 15113,05 15245,88 17844,55 17888,50 13005,60

M N O Q R U

4394,96 5096,63 5510,62 4825,37 4931,30 4854,50

11760,35 15073,64 17520,11 13495,47 14106,96 13899,45

A C F H J K L

Emissor

Fixo

4798,39 4652,25 4236,91 4568,35 4950,20 4826,60 4266,02

13421,96 12670,42 10737,85 12309,60 14343,74 13596,60 10790,20

M N O Q R U

4587,76 4081,62 4767,79 4379,05 4489,31 3457,88

12170,65 9967,96 13266,04 11166,44 11774,26 7001,04


60

Tabela 17: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com plasticina: em m/s e

em N/mm2

A C F H J K L

Segmentos

de 40cm

5252,59 4989,69 5048,05 5098,39 5492,05 5455,15 4820,03

15933,37 14404,77 14752,96 15054,96 17412,27 17153,19 13486,82

M N O Q R U

4425,09 4973,39 5402,26 4913,75 4883,84 4816,61

11827,64 14352,74 16842,49 13942,00 13823,38 13635,66

A C F H J K L

Emissor

Fixo

4724,87 4390,03 4610,27 4577,75 5066,06 4932,62 4323,17

13193,55 11343,67 12428,68 12270,20 14955,42 14096,80 11023,31

M N O Q R U

4775,30 4261,88 5033,37 4530,11 4583,11 3733,70

13158,87 10748,06 14691,40 11998,08 12266,94 8163,35

Os resultados gerais destas medições são mostrados na Tabela 18. Pode-se constatar que de

uma forma geral, os parâmetros retirados com estes tipos de materiais são próximos e pelo

mostrado na Tabela 19 vê-se que a diferença entre eles é baixa, apenas na medição com o

emissor fixo se encontrou uma variância com cerca de 7%.

Tabela 18: Resultados globais das medições UPV indiretas realizadas para determinar o

acoplante a utilizar: em m/s e em N/mm2

Min. Máx. Média CoV

Gel

Segmentos

de 40cm

4394,96 5570,23 5090,53 7%

11760,35 17888,50 15130,90 13%

Emissor

Fixo

3457,88 4950,20 4466,32 9%

7001,04 14343,74 11785,91 16%

Pla

stic

ina

Segmentos

de 40cm

4425,09 5492,05 5043,91 6%

11827,64 17412,27 14817,10 11%

Emissor

Fixo

3733,70 5066,06 4580,17 8%

8163,35 14955,42 12333,72 15%


61

Tabela 19: Variação média entre acoplantes

Variação

média

Segmentos

de 40cm

2%

3%

Emissor

Fixo

4%

7%

Segmentos de 40 cm

Visto que neste ponto a série de valores obtidos é extensa, cerca de 7864 resultados, apenas se

irá apresentar uma tabela com os valores das velocidades médias encontradas para cada tipo

de medição, dependendo estas do espaço deixado ao início da tábua, dando assim uma

perspetiva geral da gama de valores encontrados com o uso das duas sondas. Os resultados

obtidos por cada face das tábuas podem ser vistos no Anexo 4.2.

As medições efetuadas por segmentos têm como objetivo a caracterização do material ao

longo do elemento. Isto é possível devido às diferenças de velocidades encontradas aquando

as medições. Na Tabela 20 e na Tabela 21 estão sintetizados estes resultados, separando-se

estes conforme as sondas utilizadas nas medições.


segmentos de 40 cm: em m/s e em N/mm2

A B C D E F G H

4895,04 4630,88 4545,95 4583,89 4387,79 4360,16 4535,84 4780,20

14077,15 12793,34 12183,49 12497,79 11593,54 11290,31 12113,19 13473,44

I J K L M N O P

5055,21 5102,29 5001,00 4292,34 3929,84 4507,67 5003,57 4170,11

14907,99 15262,55 14679,61 10895,63 9609,19 11979,84 14673,80 10284,92

Q R S T U V

4282,82 4286,33 4488,83 4297,60 4499,76 4473,57

10826,12 10880,11 11985,18 10919,74 11979,07 11779,95


62


segmentos de 40 cm: em m/s e em N/mm2

A B C D E F G H

5142,63 4833,97 4785,42 4703,43 4554,44 4662,11 4962,29 4965,79

15452,67 13758,76 13447,61 13055,42 12520,84 12852,09 14472,20 14428,99

I J K L M N O P

5138,85 5341,92 5339,95 4668,45 4219,22 4843,20 5326,01 4552,74

15378,30 16629,50 16615,56 12814,89 10903,57 13752,22 16533,64 12212,20

Q R S T U V

4544,05 4499,78 4877,67 4719,19 4836,38 4925,49

12241,83 11956,75 14035,55 13129,62 13769,45 14183,20

De forma a facilitar a compreensão dos resultados obtidos, representa-se a Tabela 22 com os

valores globais das medições efetuadas nos segmentos de 40 cm. Com a análise desta verifica-

-se que os valores encontrados para a velocidade e respetivo módulo de elasticidade dinâmico

são mais elevados quando determinados com recurso às sondas de 55 kHz.

Tabela 22: Resultados globais das medições UPV indiretas realizadas nos segmentos de 40

cm: em m/s e em N/mm2


Sondas de

24 kHz

3929,84 5102,29 4550,49 7%

9609,19 15262,55 12303,91 13%

Sondas de

55 kHz

4219,22 5341,92 4838,32 6%

10903,57 16629,50 13824,77 11%

Emissor Fixo

A obtenção de resultados recorrendo à fixação do emissor numa das extremidades da tábua e

fazendo com que a distância entre este e o recetor aumente gradualmente permite a avaliação

da capacidade de transmissão de sinal através do elemento quando se aumentam a quantidade

de material e de defeitos a atravessar. Na Tabela 23 estão presentes os resultados médios para

as 22 tábuas testadas com a utilização das sondas de 24 kHz enquanto na Tabela 24 se

encontram os resultados médios para estas com a utilização das sondas de 55 kHz. No Anexo

4.3 exibem-se os resultados para as medições com emissor fixo correspondentes às faces

testadas.


63


testes com emissor fixo: em m/s e em N/mm2

A B C D E F G H

4345,74 2870,47 3538,68 3538,68 3332,48 2970,12 3657,12 3945,85

10969,79 5086,61 7896,65 7896,65 7265,27 5959,07 7958,09 9290,13

I J K L M N O P

4352,53 4151,38 4373,87 3306,02 4044,19 3781,81 3875,68 2468,43

11059,28 10244,84 11525,36 7207,11 10240,78 8875,56 9347,22 4190,03

Q R S T U V

3400,56 3880,85 3857,01 3583,66 3306,13 3988,77

7235,05 8850,68 8986,16 7995,89 6655,42 9714,17

Por sua vez a Tabela 25 apresenta os resultados para a medição com emissor fixo de uma

forma global, permitindo desta forma uma verificação rápida dos valores encontrados. Estes

resultados mostram que pelas sondas de 55 kHz se obtém valores, em média, superiores aos

que são encontrados com o uso das sondas de 24 kHz. Afere-se ainda, pelos valores

encontrados para o coeficiente de variação, que os resultados retirados pelas sondas de 24 kHz

são mais dispersos uma vez que este possui um valor claramente superior para estas sondas.


testes com emissor fixo: em m/s e em N/mm2

A B C D E F G H

4724,87 3957,98 4180,98 4180,98 4557,54 4255,63 4511,60 4577,75

13193,55 9206,25 10803,49 10803,49 12421,19 11472,62 11981,63 12270,20

I J K L M N O P

4751,48 5066,06 4727,10 4107,01 4407,97 4037,57 4814,53 3576,79

13154,05 14955,42 13509,44 10472,14 12146,65 10182,37 14052,64 8498,27

Q R S T U V

4246,98 4383,84 4486,23 4138,18 3563,98 4494,10

11248,20 11733,59 12139,34 10615,85 7792,29 12318,05


64

Tabela 25: Resultados globais das medições UPV indiretas realizadas nos testes com emissor

fixo: em m/s e em N/mm2


Sondas de

24 kHz

2468,43 4373,87 3662,27 14%

4190,03 11525,36 8384,08 23%

Sondas de

55 kHz

3563,98 5066,06 4352,23 9%

7792,29 14955,42 11589,58 15%

Segmentos dos ensaios à flexão em 4 pontos

As medições UPV realizadas nos segmentos instituídos para os ensaios das tábuas à flexão em

regime elástico linear estão divididas consoante a sonda utilizada e podem ser consultadas na

Tabela 26 e na Tabela 27 que a seguir se demonstram.

Estas medições servem para que se possa correlacionar os dados dos ensaios mecânicos

realizados, apresentados na Tabela 13, com os dados dos ensaios de caráter não destrutivo

presentes nas duas tabelas acima descritas.



A B C D E F G H

4930,31 3826,04 4449,37 4480,42 3941,01 3968,09 4275,07 4800,21

14167,34 9682,74 11786,47 11958,85 9581,89 9430,60 10823,09 13491,26

4409,62 3579,70 3849,09 3543,09 3910,50 3933,21 4299,18 4191,26

11269,91 8486,05 8609,86 7756,19 9038,96 9096,03 10720,05 10348,05

I J K L M N O P

5004,15 5134,01 5038,46 4503,46 4662,43 4356,42 5380,19 4290,97

14562,90 15346,78 14727,36 11857,35 12574,71 11114,29 16698,11 10848,04

4486,00 4837,88 4594,36 4186,23 3595,53 3860,11 4810,71 3541,84

11692,95 13520,91 12163,27 10105,06 7852,74 8683,91 13373,33 7381,80

Q R S T U V

4247,24 4554,58 4370,94 4736,16 4205,25 4465,10

10584,06 12236,20 11623,02 13019,76 10622,93 11694,93

3866,37 4048,37 3855,25 3916,87 4019,30 4268,51

8636,92 9543,79 8957,88 8855,26 9431,39 10523,19


65



A B C D E F G H

5358,43 4307,77 4921,96 4833,88 4106,62 4889,29 4874,74 5010,97

16591,26 12056,97 14383,36 13742,78 10253,98 13858,44 13934,32 14594,18

4838,30 4059,98 4838,30 4090,83 3751,68 4386,18 4556,25 4841,71

13557,87 10553,18 13557,87 9987,42 8837,48 11231,55 11977,00 13643,11

I J K L M N O P

5333,15 6022,52 5446,03 4891,32 4851,42 4930,74 5388,85 4921,34

16421,17 22698,27 17111,28 13817,37 13584,07 14051,47 16746,19 14033,38

4613,70 5165,42 5065,08 4390,44 3798,71 4311,82 5015,19 4011,43

12317,39 15411,13 14839,34 11143,94 8677,78 10800,20 14536,52 9318,30

Q R S T U V

4689,59 4819,02 4525,99 4983,55 4777,52 4664,37

12740,11 13580,74 12484,44 14385,69 13497,24 12705,21

4110,37 4191,84 4291,76 4218,45 4215,93 4422,94

9745,13 10262,22 11089,80 10291,64 10301,01 11310,31

Na Tabela 28 evidenciam-se os resultados globais obtidos para estes segmentos. Nesta tabela

apresenta-se o resultado dos valores característicos obtidos pelo cálculo do percentil de 5%

das medições. Estes resultados são comparáveis com os valores característicos apresentados

na Tabela 14. Após uma breve comparação destes percebe-se que os valores obtidos para o

módulo de elasticidade com os testes UPV são superiores aos valores obtidos com os ensaios

mecânicos. Tem-se ainda que a diferença entre estes valores é maior para as sondas de 55

kHz, e que os resultados obtidos nos segmentos locais se afastam mais que os que são obtidos

para os segmentos globais.


66

Tabela 28: Resultados globais das medições UPV indiretas realizadas nos segmentos dos

ensaios de flexão: e em m/s e e em N/mm2

Min. Máx. Média

Valor

Característico CoV

Sondas de

24 kHz

3826,04 5380,19 4528,18 3942,36 9%

9430,60 16698,11 12201,49 9586,93 16%

3541,84 4837,88 4072,86 3544,92 9%

7381,80 13520,91 9820,34 7761,01 18%

Sondas de

55 kHz

4106,62 6022,52 4934,05 4318,68 8%

10253,98 22698,27 14421,45 12078,35 17%

3751,68 5165,42 4417,56 3809,34 9%

8677,78 15411,13 11517,74 8861,52 17%

Tendo em conta os segmentos globais, pode-se ainda fazer uma nova organização dos valores

obtidos na aplicação dos ultrassons pelo método indireto, apresentados na Tabela 29 e na

Tabela 30 considerando-se apenas os resultados obtidos para os segmentos que mais tarde

foram levados à rotura. Para além disso, com os resultados globais da Tabela 31 consegue-se

relacionar estes valores com os resultados obtidos para os testes UPV usando o método direto

que se encontram na Tabela 37. Os segmentos escolhidos para esta comparação foram os

globais pelo simples facto de o comprimento destes ser o mesmo que o comprimento das

medições diretas.


segmentos globais dos ensaios de flexão até rotura: em m/s e em N/mm2

B D E G H I J M

3902,00 3619,92 3910,50 4399,83 4191,26 4486,00 4837,88 4060,06

9373,49 8154,80 9038,96 11208,47 10348,05 11692,95 13520,91 9531,91

N O P R S U V

3860,11 4810,71 3368,86 3956,34 3663,07 4019,30 4315,88

8683,91 13373,33 6673,73 9134,29 8172,41 9431,39 10748,89


67


segmentos globais dos ensaios de flexão até rotura: em m/s e em N/mm2

B D E G H I J M

4465,76 4107,42 3751,68 4602,44 4841,71 4613,70 5165,42 4238,34

11666,09 10167,88 8837,48 12220,75 13643,11 12317,39 15411,13 10377,00

N O P R S U V

4311,82 5015,19 3973,93 4107,54 4111,46 4215,93 4485,60

10800,20 14536,52 9158,37 9889,61 10294,42 10301,01 11626,65

Tabela 31: Resultados globais das medições UPV indiretas realizadas nos segmentos globais

dos ensaios de flexão até rotura: em m/s e em N/mm2

Min. Máx. Média

Valor

Característico CoV

Sondas de

24 kHz

3368,86 4837,88 4093,45 3544,60 10%

6673,73 13520,91 9939,17 7710,48 19%

Sondas de

55 kHz

3751,68 5165,42 4400,53 3907,26 9%

8837,48 15411,13 11416,51 9062,11 17%

Os comentários relativos a esta nova organização são feitos na secção relativa à apresentação

dos resultados das medições diretas, sendo que neste ponto apenas se verifica, mais uma vez,

a superioridade dos valores obtidos com as sondas de 55 kHz em relação aos das sondas de 24

kHz.

Os resultados obtidos nas medições UPV realizadas nos segmentos dos ensaios à flexão em 4

pontos, por face testada, evidenciam-se no Anexo 4.4, mostrando-se as medições pelo método

direto e indireto.

Medições com afastamento consecutivo entre emissor e recetor

Os testes efetuados quando se considera um afastamento consecutivo das sondas, de 10 a

80cm, após a escolha de um nó como centro de medição, serviu para se analisar a capacidade

de deteção de diferentes tipos de defeitos de cada sonda utilizada. Seguindo a linha até aqui

apresentada, também nesta secção se apresentam os resultados de forma singular, separando-


68

os consoante o tipo de sonda utilizada, na Tabela 32 e na Tabela 33. Quanto aos resultados

por nó testado são apresentados no Anexo 4.5.



2

A B C D E F G H

4,52 5,13 8,46 15,45 7,86 2,65 6,58 6,64

5187,55 4274,52 4027,50 3999,47 3548,85 3849,61 4503,03 3903,70

15603,71 10846,25 9447,91 9513,48 7986,71 8651,29 11804,60 8830,37

I J K L M N O P

14,43 2,36 3,11 8,44 9,49 5,45 4,89 4,19

4761,90 4655,14 4997,98 3854,80 2087,56 4554,25 5055,34 4061,77

13194,26 12515,97 14601,63 8777,56 2745,98 12103,36 14870,27 9765,70

Q R S T U V

1,56 1,66 5,41 11,80 5,78 1,92

4506,55 4320,67 4162,02 4016,85 4163,89 3962,60

11991,72 10845,24 10573,29 9552,83 10249,53 9154,74



2

A B C D E F G H

4,52 5,13 8,46 15,45 7,86 2,65 6,58 6,64

4940,99 4697,51 4253,39 4454,47 3653,89 4189,90 4745,15 4189,41

14414,85 12845,79 10526,69 11686,40 8548,19 10174,64 13079,13 10190,05

I J K L M N O P

14,43 2,36 3,11 8,44 9,49 5,45 4,89 4,19

5134,44 4663,08 5162,83 4254,57 1907,47 4607,59 5232,80 4322,54

15280,39 12565,89 15429,25 10625,39 2539,53 12374,85 15868,88 11166,07

Q R S T U V

1,56 1,66 5,41 11,80 5,78 1,92

4519,75 4514,98 4512,02 4611,90 4389,06 4816,57

11912,06 11805,73 12331,57 12498,59 11339,12 13467,02

Na Tabela 34 os resultados globais das medições UPV realizadas nos testes com afastamento

consecutivo dos nós são apresentadas e mais uma vez se repara, em concordância com o que

se tem assinalado até agora, que os resultados de maior valor são obtidos com as sondas de

maior frequência de onda.


69

Tabela 34: Resultados globais das medições UPV indiretas realizadas nos testes com

afastamento consecutivo dos nós: em m/s e em N/mm2


Sondas de

24 kHz

2087,56 5187,55 4202,53 15%

2745,98 15603,71 10619,38 26%

Sondas de

55 kHz

1907,47 5232,80 4444,29 15%

2539,53 15868,88 11848,64 23%

UPV – Método direto

As medições UPV realizadas pelo método direto foram consumadas pelo simples facto de se

compararem estes resultados com os dados obtidos para a resistência à flexão, . Na Tabela

35 e na Tabela 36 definem-se estes resultados consoante o tipo de sonda utilizado.


m/s e em N/mm2

B D E G H I J M

5095,06 4904,89 4889,82 5199,88 5212,72 5293,11 5489,90 4691,00

14973,70 13881,58 13890,88 15578,94 15671,15 16139,53 17363,08 12692,78

N O P R S U V

5050,54 5441,69 4781,94 5067,71 4899,40 5012,55 4935,10

14697,65 17062,19 13187,33 14822,43 13932,07 14504,84 14075,19


m/s e em N/mm2

B D E G H I J M

5140,54 4953,51 4899,30 5264,34 5226,73 5363,75 5480,04 4707,13

15235,35 14150,15 13953,76 15964,29 15756,19 16572,15 17299,28 12785,24

N O P R S U V

5171,21 5466,67 4839,60 5051,58 4941,11 5008,20 5038,83

15410,94 17219,12 13503,65 14731,90 14164,32 14479,55 14668,99

Em seguida é exposta a Tabela 37 onde se demonstram os resultados globais para as medições

UPV diretas realizadas. Pelo seu estudo apercebemo-nos que os valores obtidos quando este

método é aplicado são muito próximos, independentemente do tipo de sonda utilizado.


70

Tabela 37: Resultados globais das medições UPV diretas realizadas: em m/s e em

N/mm2

Min. Máx. Média

Valor

Característico CoV

Sondas de

24 kHz

4691,00 5489,90 5064,36 4754,66 5%

12692,78 17363,08 14831,56 13038,97 9%

Sondas de

55 kHz

4707,13 5480,04 5103,50 4799,86 4%

12785,24 17299,28 15059,66 13288,13 9%

Comparando estes resultados com os que são apresentados na Tabela 31, tem-se que os

valores característicos obtidos pela medição direta são superiores aos que foram obtidos com

as medições indiretas. Uma possível explicação para este facto é a simples razão de a

propagação no método direto não conseguir detetar todos os defeitos para caracterizar o

elemento, ao contrário do método indireto, pelo que a velocidade alcançada é maior neste

método.

4.3 Apresentação das correlações

A apresentação das correlações obtidas é feita em concordância com a apresentação dos

resultados obtidos. Nesta secção são definidas as correlações encontradas entre os vários

testes UPV realizados e será feita também a correlação destes com ensaios mecânicos. É

importante realçar que as correlações calculadas, tal como na secção 4.2 referente à

apresentação dos resultados, tiveram em conta a média dos valores obtidos por tábua.

Medição do efeito do material de acoplamento dos transdutores

Uma vez que foram feitas medições em treze tábuas distintas, e que por cada tábua se teve em

conta as quatro faces conseguimos verificar os valores de velocidade de transmissão de onda

encontrados, tendo em conta cada face distinta, e separando os resultados consoante o tipo de

acoplante, originando por isso uma análise mais simples e rápida destes.

O principal objetivo destas medições é saber se a plasticina pode ser utilizada para substituir o

gel, trabalhando desta forma com um material sólido moldável que possibilita uma maior

rapidez e limpeza do trabalho realizado. Uma vez que a madeira é um material com uma


71

elevada capacidade de absorção, a utilização do gel torna-se de certa forma um problema já

que este é absorvido pela superfície de madeira, levando a uma necessidade constante de

colocar gel na superfície das sondas, levando a um gasto exagerado deste material. Assim

sendo foi necessário correlacionar o valor das velocidades obtidas quando se usaram estes

dois materiais distintos.

Uma vez que estes resultados estavam subdivididos por categorias distintas, optou-se por

fazer um cálculo da média destes, simplificando em muito a sua correlação. Assim,

inicialmente, os resultados estavam catalogados pela face em que foi feita a medição, e dentro

desta estavam divididos pela tábua a que a face pertencia. Posteriormente ao cálculo, estes

ficaram catalogados por tábua, obtendo assim a média da velocidade retirada por tábua em

função dos dois materiais utilizados.

Na Figura 39 está demonstrada esta correlação, dividida em dois gráficos, o primeiro para a

medição efetuada nos segmentos afastados por 40 cm e o segundo para a medição

considerando o emissor fixo.

a) b)

Figura 39: Correlações entre gel e plasticina – a) Segmentos de 40 cm; b) Emissor fixo

Pela análise destes gráficos consegue-se perceber que a gama de correlações obtidas é alta,

para as medições por segmentos e para as medições com emissor fixo .

Perante estes resultados verifica-se ainda que a utilização da plasticina como acoplante, em

substituição ao gel, é perfeitamente aceitável em termos práticos.

Perante isto, e como referido no capítulo anterior, os ensaios para a determinação da

velocidade de transmissão das ondas ultrassónicas foram todos efetuados recorrendo à

plasticina como acoplante.

y = 1,1605x - 763,16

R² = 0,9702

4000

4500

5000

5500

6000

6500

4000 4500 5000 5500 6000

Gel

Plasticina

Velocidade

Linear (y=x)

y = 1,0076x - 148,66

R² = 0,8313

3000

3500

4000

4500

5000

5500

3000 4000 5000 6000

Gel

Plasticina

Velocidade

Linear (y=x)


72

Medições nos segmentos de 40 cm

As medições efetuadas por segmentos têm como objetivo a caracterização do material ao

longo do elemento. Isto é possível devido às diferenças de velocidades encontradas nos

segmentos ao longo das tábuas.

Uma vez que se obtiveram resultados utilizando duas sondas distintas, uma parte importante

será avaliar a correlação existente entre estas e verificar aquela que demonstra melhores

resultados na descoberta e avaliação de defeitos ao longo do elemento.

Pelo demonstrado na Figura 40, é possível verificar que a correlação auferida quanto aos

resultados médios obtidos e comparados por tábua para cada sonda é alta, , pelo que

ambas as sondas fornecem valores equiparáveis quando se fala na prospeção e deteção dos

defeitos presentes ao longo das tábuas.

Figura 40: Correlação média entre as sondas na medição por segmentos de 40cm

Outra análise a ser feita é a capacidade de deteção dos defeitos ao longo dos diferentes

segmentos. Foi verificado por isso qual o efeito dos nós na velocidade, testando se num

segmento livre de nós a velocidade é maior que num segmento repleto de defeitos. Para esta

análise conjuga-se mais uma vez, os resultados obtidos na inspeção visual com a medição dos

UPV e organizaram-se os dados de velocidades obtidas consoante o tipo e a área dos nós

contidos nos segmentos em análise, obtendo-se os gráficos de barras da Figura 41 para

comparação de valores.

y = 0,8935x + 772,52

R² = 0,8941

3500

4000

4500

5000

5500

3500 4000 4500 5000 5500

Son

das

de

55

kH

z

Sondas de 24 kHz

Velocidade

Linear (y=x)


73

Figura 41: Gráfico de barras para a comparação das velocidades com os diferentes tipos de

nós existentes para as duas sondas

Face a esta nova organização foi também possível obter a variação da velocidade em função

da área dos nós para as várias tábuas, obtendo os gráficos da Figura 42.

a) b)

Figura 42: Correlação entre a velocidade e a área dos nós na medição por segmentos de

40cm: a) Sondas de 24 kHz; b) Sondas de 55 kHz

Relativamente à Figura 42 é viável afirmar que, para a mesma área dos nós, as velocidades e a

correlação de valores obtidos com a utilização das sondas de 24 kHz são ligeiramente

inferiores às que são obtidas com as sondas de 55 kHz. Esta diferença de valores é mínima,

encontrando-se um grau de correlação muito baixo para ambas as sondas, no entanto a

utilização de sondas com maior frequência de onda revela melhores resultados para a deteção

destes defeitos.

A Figura 43 evidencia os resultados obtidos recorrendo à construção de histogramas para os

diferentes tipos de nós em função das sondas utilizadas. Os gráficos mostram a frequência das

velocidades encontradas consoante o tipo de nós presentes no segmento analisado. Através

3600

4100

4600

5100 V

eloci

dad

e (m

/s)

UPV 24 kHz Sem Nós

Tipo I

Tipo II

Tipo III

Tipo IV

3600

4100

4600

5100

Vel

oci

dad

e (m

/s)

UPV 55 kHz Sem Nós

Tipo I

Tipo II

Tipo III

Tipo IV

y = -75,245x + 4675,4

R² = 0,0801

3500

4000

4500

5000

5500

0 2 4 6

Vel

oci

dad

e (m

/s)

Área dos nós (cm2)

y = -76,139x + 4964,7

R² = 0,0918

3500

4000

4500

5000

5500

0 2 4 6

Vel

oci

dad

e (m

/s)



74

destes é possível afirmar que existiam mais segmentos sem nós e/ou com nós do tipo I do que

segmentos com outras classes de nós. Para além disso, para nós de menor importância, vê-se

que o pico das curvas fica associado a uma maior velocidade. De referir ainda que as curvas

referentes aos segmentos sem nós e do Tipo I são mais acentuadas e por isso com menor

variação de velocidade enquanto para os Tipos II, III e IV possuem maior variação de valores,

apresentando-se assim mais achatadas. Comprova-se ainda que os valores de velocidade

encontrados com as sondas de 24 kHz, para os segmentos sem nós e do Tipo I, variam entre

os 4000 e os 6000 m/s, enquanto os valores para as sondas de 55 kHz se concentram entre os

5000 e os 6000 m/s.

a) b)

Figura 43: Gráficos de frequências obtidos pelos histogramas: a) Sondas de 24 kHz; b)

Sondas de 55 kHz

Medições com emissor fixo

Fixando-se o emissor a 10 cm do início da tábua, dois aspetos foram verificados como causas

possíveis para a atenuação do sinal e possível perda total deste. Se por um lado a presença de

nós e outros defeitos é importante para o aumento do tempo de propagação da onda, o

constante aumento de distância entre o emissor e o recetor é igualmente valorizado. Assim, à

medida que se aumenta o espaço de atravessamento da onda, tendo cada vez mais massa de

material para transpor, a onda vai-se dissipando, observando-se uma perda de sinal nos

últimos segmentos da tábua. A combinação do aumento da distância com a presença de nós

significativos nos segmentos iniciais leva a que a perda de sinal se dê numa fase inicial da

medição.

0

200

400

600

800

1000

0 2000 4000 6000 8000 10000

Fre

qu

ênci

a

Velocidade (m/s)

Sem Nós

Tipo I

Tipo II

Tipo III

Tipo IV

0

200

400

600

800

1000

0 2000 4000 6000 8000 10000

Fre

qu

ênci

a

Velocidade (m/s)

Sem Nós

Tipo I

Tipo II

Tipo III

Tipo IV


75

A Figura 44 demonstra a correlação encontrada para as duas sondas admitindo a média das

velocidades encontradas ao longo das faces da mesma tábua. Como se pode ver, encontrou-se

uma correlação média, , para este tipo de medição. Uma explicação para este facto

diz respeito, como já referido, às diferenças de tempos encontradas e também à divergência de

possíveis leituras para a mesma tábua. Isto é, em certos elementos a leitura com uma

determinada sonda era capaz de alcançar distâncias entre sondas maiores, enquanto com a

outra sonda o sinal se perde mais cedo, sendo que na maioria dos casos a sonda que perdia o

sinal mais cedo era a de 55 kHz.

Figura 44: Correlação entre as sondas obtida na medição com emissor fixo

Relativamente à verificação das áreas dos nós e respetiva comparação com as velocidades

obtidas mais uma vez se verifica que, para a mesma área de nós, a velocidade obtida pelas

sondas de 55 kHz são ligeiramente mais elevadas que as obtidas pelas sondas de menor

frequência. Para além disso é notável que à medida que a área aumenta a velocidade de

propagação decresce e que esta correlação é ligeiramente superior para as sondas de 55 kHz,

no entanto são ambas correlações muito baixas. Estes aspetos podem ser vistos recorrendo aos

gráficos da Figura 45.

y = 0,5928x + 2181,2

R² = 0,6083

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

2000 3000 4000 5000

Son

das

de

55

kH

z

Sondas de 24 kHz

Velocidade

Linear (y=x)


76

a) b)

Figura 45: Correlação entre a velocidade e a área dos nós na medição com emissor fixo: a)

Sondas de 24 kHz; b) Sondas de 55 kHz

Medições módulo de elasticidade

Na primeira fase das medições nos segmentos equivalentes aos ensaios de flexão retiraram-se

os valores dos ultrassons, para cada sonda, tanto no segmento local como no global. Com

estes dados obtém-se diretamente a correlação encontrada entre as duas sondas distintas,

apresentados na Figura 46.

a) b)

Figura 46: Correlação entre as sondas na medição nos segmentos dos ensaios à flexão

simples – a) Medições locais; b) Medições globais

Para estes dois segmentos, local e global, as correlações entre sondas encontradas estão

situadas numa gama de resultados alta. No entanto, ao contrário do que se viu anteriormente,

y = -18,642x + 3785,4

R² = 0,0509

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

0 10 20 30 40

Vel

oci

dad

e (m

/s)


y = -19,407x + 4480,4

R² = 0,0955

3000

3500

4000

4500

5000

5500

0 10 20 30 40

Vel

oci

dad

e (m

/s)


y = 0,7305x + 1598

R² = 0,74

3500

4000

4500

5000

5500

6000

3500 4000 4500 5000 5500 6000

Son

das

de

55

kH

z

Sondas de 24 kHz

Velocidade

Linear (y=x)

y = 0,87x + 873,98

R² = 0,6875

3500

4000

4500

5000

5500

3500 4000 4500 5000

Son

das

de

55

kH

z

Sondas de 24 kHz

Velocidade

Linear (y=x)


77

a correlação entre ambas as sondas diminuiu, verificando-se ainda uma maior

heterogeneidade de valores no segmento de medições global.

Depois de analisados estes resultados procedeu-se à realização dos ensaios de flexão

mecânicos obtendo-se uma sucessão de resultados compreendidos entre 1027,65 e 18211,60

MPa para o módulo de elasticidade local e entre 1293,13 e 13587,95 MPa para o módulo de

elasticidade global.

De seguida relacionam-se os ensaios mecânicos à flexão simples com os resultados obtidos

com os ultrassons.

Erro médio para as sondas de 24 kHz = 14%




a) b)

Figura 47: Correlação entre o MoE dos ensaios de flexão simples, , e o MoE dos

testes UPV, – a) Medições locais; b) Medições globais

De acordo com a Figura 47 é verificável que as correlações entre estes métodos são médias.

No entanto verifica-se que a comparação de resultados entre os dois tipos de sondas utilizados

e os resultados obtidos com os ensaios mecânicos são relativamente próximos já que o erro

obtido entre o e o não é muito elevado, verificando ainda que os melhores

resultados foram obtidos com as sondas de 24 kHz. Assim sendo, utilizando os ultrassons

como método de avaliação consegue-se ter uma ideia aproximada da realidade em termos de

flexão que ocorre nas tábuas.

Utilizando novamente os resultados da inspeção visual compara-se, na Figura 48 e na Figura

49, a variação resultante tanto do módulo de elasticidade estático como do dinâmico para a

área dos nós presentes nos segmentos a estudar. Olhando para esta observa-se que os

y = 0,7309x + 1838,8

R² = 0,4694

y = 0,7725x - 178,08

R² = 0,4054

5000

7000

9000

11000

13000

15000

17000

5000 10000 15000 20000 25000

Ees

táti

co (

MP

a)

Edinâmico (MPa)

Sondas de 24 kHz Sondas de 55 kHz

y = 0,6104x + 3448,1

R² = 0,4427

y = 0,5473x + 3138,9

R² = 0,464

5000 6000 7000 8000 9000

10000 11000 12000 13000 14000

5000 10000 15000

Ees

táti

co (

MP

a)

Edinâmico (MPa)



78

segmentos locais oferecem melhores resultados que os segmentos de ensaio globais, para

ambas as sondas. Verifica-se ainda que os resultados do módulo de elasticidade dinâmico são

superiores aos resultados obtidos para o módulo de elasticidade estático.

a) b)

Figura 48: Correlação em função dos nós presentes nos segmentos de ensaio para as sondas

de 24 kHz – a) Medições locais; b) Medições globais

a) b)

Figura 49: Correlação em função dos nós presentes nos segmentos de ensaio para as sondas

de 55 kHz – a) Medições locais; b) Medições globais

Medições com afastamento consecutivo entre emissor e recetor

Na primeira fase da análise de dados relativa aos testes realizados considerando um

afastamento progressivo das sondas, tendo um defeito na zona central destas, obtém-se, na

Figura 50, a correlação encontrada entre os dois tipos de sondas utilizados. Mais uma vez a

gama em que esta se situa é acima dos 0,64, sendo por isso uma categoria de correlação alta.

y = -603,45x + 11802

R² = 0,1452

y = -554,96x + 13162

R² = 0,1398

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

0 2 4 6 8

Mód

ulo

de

Ela

stic

idad

e

(MP

a)

Área dos nós (cm2) E estático E dinâmico

y = -73,37x + 9692

R² = 0,0232

y = -214,76x + 10550

R² = 0,1677 4000

6000

8000

10000

12000

14000

0 5 10 15

Mód

ulo

de

Ela

stic

idad

e

(MP

a)


y = -603,45x + 11802

R² = 0,1452

y = -527,91x + 15069

R² = 0,1636

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

0 2 4 6 8

Mód

ulo

de

Ela

stic

idad

e

(MP

a)


y = -73,37x + 9692

R² = 0,0232

y = -199,23x + 12194

R² = 0,1107

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 5 10 15

Mód

ulo

de

Ela

stic

idad

e

(MP

a)



79

Figura 50: Correlação entre as sondas na medição com afastamento consecutivo entre

emissor e recetor

Outro cálculo feito utilizando os dados destes testes foi a determinação da correlação existente

entre a velocidade consoante a área de nós a atravessar. Pela Figura 51, verifica-se que apesar

da correlação encontrada para as sondas ser muito baixa, , a tendência entre

estes dois parâmetros é que para maiores áreas de nós a velocidade encontrada diminui.

a) b)

Figura 51: Correlação entre a velocidade e a área dos nós na medição com afastamento

consecutivo entre emissor e recetor – a) Sondas de 24 kHz; b) Sondas de 55 kHz

Na Figura 52 é apresentada a correlação entre sondas consoante o afastamento entre emissor e

recetor que permite ver quando se pode utilizar uma ou outra sonda sem problemas.

Na Figura 53 determinam-se, para as sondas de 24 kHz, qual a distância que permite melhores

correlações entre a velocidade e os nós em causa. Para isso dividiram-se os resultados de

acordo com o afastamento verificado entre emissor e recetor, fazendo em seguida a correlação

pretendida.

y = 0,9839x + 309,52

R² = 0,871

1000

2000

3000

4000

5000

1000 2000 3000 4000 5000

Son

das

de

55

kH

z

Sondas de 24 kHz

Velocidade

Linear (y=x)

y = -33,16x + 4400,3

R² = 0,096 0

2000

4000

6000

8000

0 20 40 60

Vel

oci

dad

e (m

/s)


y = -29,473x + 4653,6

R² = 0,0748

0

2000

4000

6000

8000

0 20 40 60

Vel

oci

dad

e (m

/s)



80

Figura 52: Correlação entre sondas consoante o afastamento entre emissor e recetor

Como facilmente se verifica pela Figura 53 a gama de correlações encontrada é muito baixa,

obtendo-se os melhores resultados para o afastamento de 10 cm, 60 cm e 70 cm.

y = 0,3787x + 3349,5

R² = 0,3429

2000

3000

4000

5000

6000

7000

2000 3000 4000 5000 6000 7000

Son

das

de

55

kH

z

Sondas de 24 kHz

Afastamento de 10 cm

y = 0,5568x + 2238,3

R² = 0,6485

2000

3000

4000

5000

6000

2000 3000 4000 5000 6000

Son

das

de

55

kH

z

Sondas de 24 kHz


y = 0,4905x + 2495,1

R² = 0,5643

2000

3000

4000

5000

6000

2000 3000 4000 5000 6000

Son

das

de

55

kH

z

Sondas de 24 kHz


y = 0,8238x + 1047,4

R² = 0,8291

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1000 2000 3000 4000 5000 6000

Son

das

de

55

kH

z

Sondas de 24 kHz


y = 0,9629x + 429,9

R² = 0,8444

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1000 2000 3000 4000 5000 6000

Son

das

de

55

kH

z

Sondas de 24 kHz


y = 1,0168x + 184,21

R² = 0,9302

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1000 2000 3000 4000 5000 6000

Son

das

de

55

kH

z

Sondas de 24 kHz


y = 0,9948x + 244,98

R² = 0,9141

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1000 2000 3000 4000 5000 6000

Son

das

de

55

kH

z

Sondas de 24 kHz


y = 0,9924x + 226,31

R² = 0,8971

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1000 2000 3000 4000 5000

Son

das

de

55

kH

z

Sondas de 24 kHz



81

Figura 53: Velocidade em função da área dos nós consoante o afastamento entre o emissor e

o recetor para as sondas de 24 kHz

Na Figura 54 apresenta-se, considerando agora as sondas de 55 kHz, o processo análogo ao da

Figura 53. Neste caso o melhor resultado foi encontrado para o afastamento de 10 cm.

y = -64,732x + 5106,9

R² = 0,15 0

2000

4000

6000

8000

0 10 20 30 40

Vel

oci

dad

e (m

/s)



y = -42,183x + 4732,1

R² = 0,0956

0

2000

4000

6000

0 10 20 30 40

Vel

oci

dad

e (m

/s)



y = -26,245x + 4386,8

R² = 0,0651

0

2000

4000

6000

0 10 20 30 40 50

Vel

oci

dad

e (

m/s

)



y = -22,671x + 4241,6

R² = 0,0652

0

2000

4000

6000

0 10 20 30 40 50 60 V

eloci

dad

e (

m/s

)



y = -22,614x + 4100,6

R² = 0,0758 0

2000

4000

6000

0 10 20 30 40 50 60

Vel

oci

dad

e (

m/s

)



y = -26,633x + 4168,3

R² = 0,1053 0

2000

4000

6000

0 10 20 30 40 50 60

Vel

oci

dad

e (

m/s

)



y = -28,87x + 4116,6

R² = 0,1086 0

2000

4000

6000

0 10 20 30 40 50 60

Vel

oci

dad

e (

m/s

)



y = -21,52x + 4068,1

R² = 0,081 0

2000

4000

6000

0 10 20 30 40 50 60

Vel

oci

dad

e (

m/s

)




82

Figura 54: Velocidade em função da área dos nós consoante o afastamento entre o emissor e

o recetor para as sondas de 55 kHz

y = -51,39x + 5367,8

R² = 0,1214 0

2000

4000

6000

8000

0 10 20 30 40

Vel

oci

dad

e (

m/s

)



y = -29,406x + 4908,1

R² = 0,0686 0

2000

4000

6000

8000

0 10 20 30 40

Vel

oci

dad

e (

m/s

)



y = -24,268x + 4645,1

R² = 0,0546 0

2000

4000

6000

0 10 20 30 40 50

Vel

oci

dad

e (

m/s

)



y = -26,102x + 4566,2

R² = 0,0722 0

2000

4000

6000

0 10 20 30 40 50 60

Vel

oci

dad

e (

m/s

)



y = -20,543x + 4380,3

R² = 0,0522 0

2000

4000

6000

0 10 20 30 40 50 60

Vel

oci

dad

e (

m/s

)



y = -19,563x + 4334,3

R² = 0,0422 0

2000

4000

6000

0 10 20 30 40 50 60

Vel

oci

dad

e (

m/s

)



y = -25,113x + 4366,7

R² = 0,0886

0

2000

4000

6000

0 10 20 30 40 50 60

Vel

oci

dad

e (

m/s

)



y = -20,108x + 4326,1

R² = 0,0485 0

2000

4000

6000

8000

0 10 20 30 40 50 60

Vel

oci

dad

e (

m/s

)




83

Ensaios de Rotura

Para a correlação dos testes UPV com os testes mecânicos à flexão até rotura do provete,

foram considerados dois métodos de transmissão das ondas, o método direto e o método

indireto, podendo assim verificar qual o melhor método para se prever a resistência das tábuas

ensaiadas. Numa primeira instância apresentam-se os resultados da aplicação do método

direto e só depois o método indireto.

Para o método direto começa-se por apresentar, na Figura 55, a correlação retirada pela

utilização distinta de duas sondas nos testes. Através desta figura é intuitivo que tanto uma

como a outra são passiveis de utilização pelo simples facto de a sua correlação ser alta,

.

Figura 55: Correlação entre sondas aplicando o método direto

Em seguida, na Figura 56, mostra-se a correlação gerada pela comparação entre os resultados

obtidos para a resistência à flexão e os resultados do módulo de elasticidade dinâmico obtidos

pelo método direto. Como já vimos, a correlação obtida entre os dois tipos de sondas é alta,

razão pela qual os resultados das correlações neste ponto, quer para as sondas de 24 kHz quer

para as 55 kHz, são praticamente iguais encontrando-se ambas numa série de valores média.

y = 0,9779x + 150,34

R² = 0,973

4000

4500

5000

5500

6000

4000 4500 5000 5500 6000

Son

das

de

55

kH

z

Sondas de 24 kHz

Velocidade

Linear (y=x)


84

a) b)


método direto dos UPV – a) Sondas de 24 kHz; b) Sondas de 55 kHz

No segundo ponto das correlações com os ensaios à rotura analisa-se a correlação destes com

o método indireto de propagação de ondas. Para a determinação desta correlação, separaram-

se os resultados dos testes UPV medidos nos segmentos dos ensaios à flexão, selecionando-se

apenas os segmentos que mais foram cortados e levados à rotura. Assim sendo, na Figura 57

demonstram-se os resultados obtidos pelas sondas de 24 kHz enquanto na Figura 58 são

apresentados os resultados relativos às sondas de 55 kHz. Pela análise destas figuras verifica-

se que, para ambas as sondas, as correlações retiradas considerando os segmentos locais são

altas e as correlações considerando os segmentos globais são médias.

a) b)


método indireto dos UPV com as sondas de 24 kHz – a) Medições locais; b) Medições

globais

y = 7,0906x - 62792

R² = 0,465

0

20000

40000

60000

80000

8000 12000 16000 20000 Res

istê

nci

a à

fle

xão (

MP

a)

E dinâmico (MPa)

y = 7,1591x - 65415

R² = 0,4678

0

20000

40000

60000

80000

8000 12000 16000 20000 Res

istê

nci

a à

fle

xão (

MP

a)

E dinâmico (MPa)

y = 4,5211x - 19147

R² = 0,6956

0

20000

40000

60000

80000

100000

0 5000 10000 15000 20000 Res

istê

nci

a à

fle

xão (

MP

a)

E dinâmico (MPa)

y = 5,1463x - 15841

R² = 0,6183

0

20000

40000

60000

80000

100000

0 5000 10000 15000 20000 Res

istê

nci

a à

fle

xão (

MP

a)

E dinâmico (MPa)


85

a) b)


método indireto dos UPV com as sondas de 55 kHz – a) Medições locais; b) Medições

globais

De uma forma geral, para a determinação da resistência à flexão recorrendo aos testes UPV, e

de acordo com o que foi determinado nesta secção, a transmissão de ondas pelo método direto

revela correlações inferiores às que são encontradas quando se considera o método indireto de

propagação. Apesar de ambas os métodos de aplicação de ultrassons revelarem coeficientes

de correlação médios, o método indireto está numa gama muito próxima da alta, sendo que a

utilização deste método se revela interessante para determinação da resistência à flexão dos

elementos de Castanho testados.

y = 4,1912x - 7998,3

R² = 0,7188

0

20000

40000

60000

80000

100000

0 5000 10000 15000 20000 Res

istê

nci

a à

fle

xão (

MP

a)

E dinâmico (MPa)

y = 5,3113x - 9933,4

R² = 0,6263

0

20000

40000

60000

80000

100000

0 5000 10000 15000 20000 Res

istê

nci

a à

fle

xão (

MP

a)

E dinâmico (MPa)


86


Conclusões

87

Capítulo 5

CONCLUSÕES

5.1 Apreciações Gerais

A utilização da madeira como material estrutural na construção de edifícios é projetada ao

longo da história da humanidade, acompanhando-a desde os tempos primitivos até à

atualidade, em parte associada à sua abundância e disponibilidade mas também devido às suas

características mecânicas propícias para este fim. Devido a este facto, facilmente se

encontram edifícios antigos e históricos que utilizam a madeira nas suas estruturas.

Uma vez que a madeira é um material natural, as suas propriedades mecânicas, relevantes em

termos estruturais, sofrem alterações ao longo do tempo. Como nem sempre se podem retirar

estas estruturas do local onde estão empregues para se realizarem testes e ensaios laboratoriais

para verificação do seu estado sem se comprometer a segurança do edifício, atualmente

recorre-se a técnicas de avaliação não destrutivas que podem ser aplicadas in-situ. Porém, a

validação destas técnicas de avaliação estrutural, feita pela comparação destas com ensaios

laboratoriais, é um passo importante e necessário para a sua aceitação na comunidade

científica. Este é o tema central da dissertação aqui apresentada, a explicação e

desenvolvimento de uma técnica de avaliação não destrutiva de elementos antigos de

Castanho, o ensaio de ultrassons UPV, dando especial atenção à sua capacidade de detetar

defeitos presentes ao longo dos elementos, fazendo-se ainda uma comparação dos resultados

obtidos por este método e dos resultados obtidos com ensaios laboratoriais.


88

5.2 Correlações Gerais

Tendo em mente os objetivos inicialmente propostos, efetivou-se uma campanha experimental

que envolveu a utilização de vários recursos e equipamentos ao longo das diferentes fases de

trabalho. Inicialmente, foi realizada uma inspeção visual às tábuas de Castanho, fazendo um

levantamento dos defeitos visíveis e da inclinação das fibras ao longo do elemento.

Posteriormente a esta inspeção, foi executada a campanha de testes com recurso ao método

indireto dos ultrassons, fazendo-se testes com diferentes posições e distâncias entre sondas ao

longo do elemento, tentando obter desta forma um maior leque de resultados para posterior

análise e validação deste método. Os ensaios laboratoriais realizados envolveram testes à

flexão em regime elástico em segmentos escolhidos ao longo das tábuas e numa segunda fase

realizaram-se, em elementos escolhidos e cortados das tábuas iniciais, os ensaios à flexão até

rotura. Previamente à rotura foram ainda realizados testes através do método direto para

aplicação de ultrassons. Para finalizar a campanha experimental foram retirados provetes da

zona de rotura das tábuas e mediram-se a massa volúmica e o teor em água destes.

A inspeção visual revelou-se um método eficiente para a inspeção e diagnóstico de estruturas

em madeira. Os resultados desta vão de encontro aos encontrados com a utilização dos testes

UPV, uma vez que, consoante a presença de nós ou a falta dela, fazia variar o tempo de

propagação da onda ultrassónica ao longo do elemento. Também os ensaios laboratoriais

mostram concordância com esta inspeção, em zonas em que se verificavam grupos de nós ou

nós isolados mas de maiores dimensões verificou-se que tanto o módulo de elasticidade como

a resistência eram menores. Assim, através da localização dos defeitos ao longo do elemento é

possível prever quais as zonas de maior ou menor resistência, estando estas, maioritariamente,

associadas aos tipos de nós e à presença ou não destes. Tendo isto em conta, a inspeção visual

apesar de ser um método rudimentar e qualitativo mostrou-se de grande utilidade devendo ser

utilizado como base aos diversos ensaios não destrutivos existentes e que possam ser

utilizados na inspeção de estruturas de madeira.

A utilização do método indireto do ensaio dos ultrassons (UPV) foi efetuada ao longo de

várias etapas, englobando medições com dois acoplantes diferentes (gel e plasticina),

medições ao longo das 4 faces longitudinais das 22 tábuas (em segmentos afastados de 40 cm

e medindo com o emissor fixo) e medições ao longo das faces 1 e 3 (nos segmentos dos

ensaios à flexão e considerando um afastamento consecutivo entre emissor e recetor). A

utilização do método direto apenas se realizou paralelamente às fibras.

Conclusões

89

Na verificação da relação encontrada entre os dois acoplantes obteve-se uma gama de

correlações alta, . Perante este resultado, facilmente se verifica que a utilização de

gel ou plasticina é equiparável. Assim sendo, devido às suas características e facilidade de

trabalho, a escolha recaiu na plasticina.

Um dos objetivos, inicialmente propostos, foi verificar se a redução da frequência de emissão

de ondas permite aumentar a fiabilidade dos ensaios UPV. Para responder a esta questão, na

realização das medições UPV foram utilizados dois tipos de sondas distintas, o primeiro

conjunto tinha uma frequência de emissão igual a 55 kHz, e o segundo uma frequência igual a

24 kHz. Tendo em conta as diferentes medições UPV efetuadas, as correlações encontradas

entre os dois tipos de sondas utilizados variou entre a alta e a média, encontrando-se uma

variação de . A correlação média está associada à medição com o emissor

fixo, sendo portanto encontradas correlações altas, , para todas as outras medições.

Assim sendo, é possível obter os resultados de uma sonda, através da outra, através de

correlação. No entanto, o uso de 24 kHz, apesar de vantajoso em alguns dos casos, torna-se

menos eficaz que a utilização das sondas de 55 kHz na deteção dos parâmetros obtidos com a

inspeção visual. Na comparação entre os testes UPV e esta inspeção a tendência encontrada,

para ambas as sondas, é a de a velocidade de propagação diminuir com o aumento da área dos

nós, no entanto as correlações obtidas com as sondas de 55 kHz são, apesar de continuarem

muito baixas, ligeiramente superiores às de 24 kHz.

Nas medições com afastamento consecutivo entre emissor e recetor, verificou-se ainda qual a

correlação encontrada entre os tipos de sondas utilizadas quando se variava o afastamento

entre emissor e recetor, encontrando-se . De realçar ainda que os melhores

resultados foram encontrados para distâncias superiores a 40 cm, tendo-se sempre correlações

altas.

Os ensaios mecânicos inseridos ao longo desta dissertação tiveram como principal objetivo a

validação dos ensaios não destrutivos. Desta forma, foi realizada uma comparação dos valores

obtidos, para segmentos de ensaio equivalentes, com estes dois ensaios.

Fazendo a comparação entre os testes UPV e os ensaios à flexão em regime elástico

verificaram-se correlações de valores médias, sendo que o segmento de ensaio local,

, demonstra resultados ligeiramente superiores aos do segmento global,

. Para além disto a sonda de 24 kHz, no segmento local, apresenta melhores


90

correlações entre o e o , enquanto para o segmento global a correlação é superior

para as sondas de 55 kHz. Relativamente ao erro médio encontrado para cada tipo de sonda,

os menores valores são encontrados para as sondas de 24 kHz, independentemente do

segmento testado.

Relativamente à comparação entre os testes UPV e os ensaios à flexão até rotura utilizaram-se

dois métodos distintos para a aplicação de ultrassons, o método direto e o indireto. Quanto ao

método direto, as correlações encontradas, para ambas as sondas, foi . Para o

método indireto, as correlações obtidas para as sondas de 24 kHz, para o segmento local e

global, foram e , e para as sondas de 55 kHz foram e

. Perante estes resultados verifica-se que o método indireto revela melhores resultados

que o direto e as correlações obtidas no segmento local com as sondas de 55 kHz revelam

melhores correlações com a resistência à flexão. A melhoria de resultados através da

utilização do método direto deve-se ao facto de neste método ser possível fazer uma melhor

definição da secção critica uma vez que se analisa o elemento com ambas as sondas colocadas

na mesma face longitudinal, enquanto com o método direto se colocam as sondas nas faces

transversais opostas.

A questão da existência de uma grande variabilidade no valor de densidade ao longo do

mesmo elemento de Castanho foi revista através do cálculo da massa volúmica e do teor em

água dos provetes retirados da zona de rotura das tábuas. As melhores correlações foram

encontradas quando se compararam as densidades médias por tábua e como tal conclui-se que

apesar da menor reduzida variabilidade na densidade entre provetes livres de defeitos, são

encontradas densidades muito diferentes para as zonas com defeitos, sendo por isso que

quando se considera a média dos valores ao longo do elemento conduz a melhores

correlações.

5.3 Trabalhos Futuros

A realização desta dissertação permitiu a obtenção de resultados interessantes no que diz

respeito à utilização de ultrassons para a avaliação de elementos de Castanho, recorrendo a

métodos não destrutivos. No entanto, permitiu também a consideração de novas perspetivas

para possíveis trabalhos que, no futuro, poderão ser realizados para melhorar a análise não

destrutiva para estes elementos.

Conclusões

91

Considerando o método de ultrassons, a utilização de outro tipo de sondas, tais como sondas

exponenciais, seria interessante pois estas não requerem um material acoplante, assim como

serem dotados de uma superfície de contato pontual, eliminando desta forma possíveis erros

de posicionamento nas sondas e permitindo a melhor adequação a superfícies rugosas,

degradadas ou danificadas que são usuais em elementos in-situ.

Outro aspeto a explorar é a aplicação de ultrassons numa estrutura existente, isto é, fazer a

medição numa obra que se pretende analisar e possivelmente reabilitar. Desta forma, a

medição em condições in-situ e todas as dificuldades a elas inerentes seriam postas à prova,

verificando-se assim a capacidade dos ultrassons nessa aplicação.

Para além disto, e uma vez que são várias as espécies de madeira empregues em construção,

seria também interessante a aplicação dos ultrassons num outro tipo de madeira, tais como

madeira proveniente de resinosas, com o objetivo de verificar se a capacidade deste se

mantém quando se caraterizam diferentes tipos de materiais e seus defeitos.

Por fim, a utilização e possível validação de outras técnicas de análise não destrutiva, de

carácter inovador iria permitir um avanço significativo para a análise não destrutiva de

estruturas, tendo em conta que estes métodos poderão revelar melhores resultados que aqueles

que são atualmente utilizados.


92


Bibliografia

93

BIBLIOGRAFIA

Bartunkova, E. (2011). “Non-destructive Tests and Degradation Assessment of Old Chestnut

Timber.” Dissertação de Mestrado, Universidade do Minho - Escola de Engenharia.

Berglind, H., Dillenz, A. (2003). “Detection of glue deficiency in laminated wood with pulse

thermography”. Journal of Wood and Science, Vol 49, pp.216-220.

Bergsten, U., Lindeberg, J., Rindby, A., Evans, R. (2001). “Batch measurements of wood

density on intact or prepared drill cores using x-ray microdensiometry.” Wood Science and

Technology, Vol 35, pp.435-452.

Bonamini, G., Noferi, M., Togni, M., Uzielli, L. (2001). “Il Manuale del Legno Strutturale –

Vol 1 – Ispezione e diagnosi in opera.” Mancosu Editore, Roma.

Branco, J.M., Piazza, M., Cruz, Paulo J.S. (2010). “Structural analysis of two King-post

timber trusses: Non-destructive evaluation.” Construction and Building Materials: pp.371–

383.

Brashaw, B.K., Bucur, V., Divos, F., Gonçalves, R., Lu, J., Meder, R., Pellerin, R.F.,

Potter, S., Ross, R.J., Wang, X., Yin, Y. (2009). “Nondestructive Testing and Evaluation of

Wood: A Worldwide Research Update.” Forest Products Journal, Vol 59, No.3, pp.7-14.

Brites, R.D., Neves, L.C., Machado, J.S., Lourenço, P.B., e Sousa, H.S. (2013).

“Reliability analysis of a timber truss system subjected to decay.” Engineering Structures 46:

pp.184-192.

Brites, R.D. (2011). “Avaliação de Segurança das Estruturas Antigas de Madeira.” Tese de

Doutoramento, Universidade do Minho - Escola de Engenharia.

Bucur, V. (1995). “Acoustics of Wood.” CRC Press.


94

Bucur, V., Garros, S., Navarette, A., De Troya, M., Guyonnet, R. (1997). “Kinetics of

wood degradation by fungi with x-ray microdensitometric technique.” Wood Science and

Technology, Vol 31, pp.383-389.

Costa, F.P. (1955). “Enciclopédia prática da Construção Civil.” Lisboa: Portugália Editora.

Coutinho, J.S. (1999). “Madeiras.” Materiais de Construção I.

Cruz, H. (2011). “Inspeção, avaliação e conservação de estruturas de madeira.” 1ª Jornadas

de Materiais na Construção, pp.215-227.

Cruz, H. (2001). “Patologia, avaliação e conservação de estruturas de madeira.” II Curso

Livre Internacional de Património. Santarém, Portugal.

Cruz, H., Nunes, L. “A madeira como material de construção.” Laboratório Nacional de

Engenharia Civil - Núcleo de Estruturas de Madeira.

Divós, F., Tanaka, T. (2005). “Relation Between Static and Dynamic Modulus of Elasticity

of Wood.” In Acta Silv. Lign. Hung., Vol. I, pp.105-110.

Divós, F., Kiss, F.S., Takats, P. (2011). “Evaluation of historical wooden structures using

nondestructive methods.” In: International Conference on Strutural Health Assessement of

Timber Strutures - SHATIS'11. Lisboa, Portugal.

EN 338:1995 (1995). “Structural timber - Strength classes.” CEN - European Committee for

Standardization.

EN 408:2003 (2003). “Timber structures - Structural timber and glued laminated timber -

Determination of some physical and mechanical properties.” CEN - European Committee for

Standardization.

Feinberg, J. (2005). “Frontier Architecture Found in the Wild Wild West – Conservation of

U.S. Western Heritage Wooden Structures, 3 Studies.” Proceedings of the International

Conference The Conservation of Historic Wooden Structures, Florence, Vol I, pp. 383-390.

Feio, A.O. (2005). “Inspection and Diagnosis of Historical Timber Structures: NDT

Correlations and Structural Behavior.” Tese de Doutoramento, Universidade do Minho -

Escola de Engenharia.

Bibliografia

95

Feio, A.O., Lourenço, P.B. (2005). “Possibilidades e aplicações de ensaios não destrutivos.”

Encontro sobre a Madeira e suas aplicações nobres - Bem Utilizar a Madeira.

Haines, D.W., Leban, J.M., Herbé, C. (1996). “Determination of Young's modulus for

spruce, fir and isotropic materials by the resonance flexure method with comparisons to static

flexure and other dynamic methods.” In: Wood Science and Technology 30, pp.253-263.

Springer - Verlag.

Hanhijärvi, A., Ranta-Maunus, A. (2008). “Development of strength grading of timber

using combined measurement techniques.” VTT Publications, No.686.

Hasenstab, A., Fruehwald, K. (2011). “Inspection of timber bridges with ultrasonic echo

technique.” In: International Conference on Strutural Health Assessement of Timber Strutures

- SHATIS'11. Lisboa, Portugal.

Horácek, P. (2007). “How to use a nondestructive evaluation of Timber structures.”

ISO 3130-1975 (1975). “Wood - Determination of moisture content for physical and

mechanical tests.” ISO - International Organization for Standardization.

ISO 3131-1975 (1975). “Wood - Determination of density for physical and mechanical tests.”

ISO - International Organization for Standardization.

JCSS (2006). “Probabilistic Model Code.” Part 3: Resistance Models, 3.5. Properties of

timber. Em http://jcss.ethz.ch/publications/PMC/RESISTANCES/timber.pdf

Júnior, J.A. (2006). “Avaliação Não Destrutiva da Capacidade Resistente de Estruturas de

Madeira de Edificios Antigos.” Dissertação de Mestrado, Faculdade de Engenharia da

Universidade do Porto - Departamento de Engenharia Civil.

Kasal, B., Tannert, T. (2010). “In Situ Assessment of Structural Timber.”

Kotlínová, M., Kloiber, M., Vasconcelos, G.F., Lourenço, P.B., Branco, J.M. (2008).

“Evaluation of wood density by means of distinct NDT.” In: SACoMaTiS 2008: International

RILEM Conference: On Site Assessment of Concrete, Masonry and Timber Structures,

Varenna - Lake Como, Itália, RILEM 59, ISBN 978-2-35158-063-9, vol. 2: 1061-1070.


96

Kotlínová, M., Kloiber, M., Vasconcelos, G.F., Lourenço, P.B., Branco, J.M. (2008).

“Nondestructive testing of wood.” Sborník Puvodnich Vedeckých Prací a Monografií,

Lesnická práce, ISBN 978-80-87154-14-4, 39 p.

Kroggel, O., Hasenstab, A., Lutz, J., Garrecht, H. (2011). “Recognition of Local Defects

in Timber Constructions to Optimize Repair Work.” In: International Conference on Strutural

Health Assessement of Timber Strutures - SHATIS'11. Lisboa, Portugal.

Lee, J.J., Bae, M.S. (2004). “Determination of Ratio of Wood Deterioration Using NDT

Technique.” Mokchae Konghak 32, No.3, pp.33-41.

Lin, C.J., Yang, T.H., Zhang, D.Z., Wang, S.Y., Lin, F.C. (2007). “Changes in the dynamic

modulus of elasticity and bending properties of railroad ties after 20 years of service in

Taiwan.” ScienceDirect Building and Environment 42, pp.1250-1256.

Lladró, R.C., Barra, R.D., Botelho, J., Faria, J.A. (2006). “Avaliação da capacidade

resistente de estruturas de madeira com recurso a ensaios in-situ.” PATORREB2006 - 2º

Encontro sobre Patologia e Reabilitação dos Edificios, Vol. 1, pp.139-148. FEUP - Porto.

Lourenço, P.B., Sousa, H.S., Brites, R.D., e Neves, L.C.. “In situ measured cross section

geometry of old timber structures and its influence on structural safety.” Materials and

Structures. doi: 10.1617/s11527-012-9964-5

Lourenço, P.B., Feio, A.O., Machado, J.S. (2007). “Chestnut wood in compression

perpendicular to the grain: Non-destructive correlations for test results in new and old wood.”

Construction and Building Materials 21, pp.1617–1627.

Machado, J.S., Palma, P. (2010). “Non-destructive evaluation of the bending behavior of in-

service pine timber structural elements.”

Madsen, B. (1994). “Radiological density scanning portable gamma camera based on

backscatter tomography.” In: 9th International Symposium on Non-destructive Testing,

pp.61-67. Madison, USA.

Martins, S.F. (2009). “Estruturas de Madeira – Inspecção e Diagnóstico. Aplicação em Caso

de Estudo.” Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil, Universidade do Minho - Escola

de Engenharia.

Bibliografia

97

Miná, A.S., Oliveira, F.R., Júnior, C.C., Dias, A.A., Sales, A. (2004) “Avaliação não-

destrutiva de postes de madeira por meio de ultra-som.” SCIENTIA FORESTALIS n. 65,

pp.188-196.

NP EN 384:2009 (2009). “Madeira para estruturas – Determinação de valores característicos

das propriedades mecânicas e da massa volúmica.” Instituto Português da Qualidade.

Oliveira, F.R., Candian, M., Lucchette, F.F., Júnior, C.C., Sales, A. (2003). “Avaliação de

propriedades de madeira por meio de utra-som.” In: PANNDT - III Pan-American Conference

for Nondestructive Testing. Rio de Janeiro, Brasil.

Oliveira, F.R., Sales, A. (2006). “Relationship between density and ultrasonic velocity in

Brazilian tropical woods.” Bioresource Technology 97, pp.2443–2446.

Ross, R.J., Pellerin, R.F. (1994). “Nondestructive Testing for Assessing Wood Members in

Structures - A Review.”

Sandoz, J.L. (1989). “Grading of construction timber by ultrasound.” Wood Science and

Technology 23, pp.95-108.

Secco, C.B., Cerri, D.P., Gonçalves, R., Baptista, F.F., Vasques, É.C. (2011).

“Metodologia de inspeção da condição interna de toras de madeira por ultrassom.” CIMAD

11 - 1º Congresso Ibero-LatinoAmericano da Madeira na Construção. Coimbra, Portugal.

Sousa, H.S., Sorensen, J.D., Kirkegaard, P.H., Branco, J.M., e Lourenço, P.B. (2011).

“Reliability based robusteness of timber structures through NDT data updating.” In:

International Conference on Structural Health Assessement of Timber Structures -

SHATIS'11. Lisboa, Portugal. 16-17 de Junho de 2011. 14 pp.

Sousa, H.S., Branco, J.M., e Lourenço, P.B. (2013). “Glulam Mechanical

Characterization.” Trans Tech Publications: Materials Science Forum IV, Vols 730-732,

pp.994-999. ISBN: 978-3-03785-493-8.

Sousa, H.S., Branco, J.M., e Lourenço, P.B. (2012). “Assessment of strength and stiffness

variation within old timber beams.” 8th International Conference on Structural Analysis of

Historical Constructions. Wroclaw, Polónia. 15-17 Outubro de 2012


98

Sousa, H.S., Branco, J.M., e Lourenço, P.B. (2012). “Characterization of old chestnut

beams sections weakened by decay.” In: 8th International Conference on Structural Analysis

of Historical Constructions. Wroclaw, Polónia. 15-17 Outubro de 2012.

Tanaka, T. (2000). “Wood inspection by thermography.” NDT.net – Março 2001. Vol 6, No.

03.

UNI 11035-1 (2003). “Legno strutturale - Classificazione a vista di legnami italiani secondo

la resistenza meccanica: terminologia e misurazione delle caratteristiche.” UNI - Ente

Nazionale Italiano di Unificazione.

UNI 11035-2 (2003). “Legno strutturale - Regole per la classificazione a vista secondo la

resistenza e i valori caratteristici per tipi di legname strutturale italiani.” UNI - Ente Nazionale

Italiano di Unificazione.

UNI 11119 (2004). “Beni culturali - Manufatti lignei - Strutture portanti degli edifici -

Ispezione in situ per la diagnosi degli elementi in opera.” UNI - Ente Nazionale Italiano di

Unificazione, 2004.

Wang, S.Y., Ko, C.Y. (1998). “Dynamic modulos of elasticity and bending properties of

large beams of Taiwan-grown Japanese cedar from different plantation spacing sites.” Japan

Wood Society 44, pp.62-68.

Wang, S.Y., Chen, J.H., Tsai, M.J., Lin, C.J., e Yang, T.H. (2008). “Grading of softwood

lumber using non-destructive techniques.” Journal of materials processing technology 208,

pp.149–158.

Wyckhuyse, A., Maldague, X. (2001). “A Study of Wood Inspection by Infrared

Thermography, Part I: Wood Pole Inspection by Infrared Thermography.” In Research in

Nondestructive Evaluation, pp.1-12.

Wyckhuyse, A., Maldague, X. (2001). “A Study of Wood Inspection by Infrared

Thermography, Part II: Thermography for Wood Defects Detection.” In Research in

Nondestructive Evaluation, pp.13-21.

Resultados da inspeção visual

99

Anexo 1 - Resultados da Inspeção Visual


100

Apresentam-se, nas próximas tabelas os resultados obtidos com a inspeção visual realizada às

22 tábuas de Castanho, e que não foram referidas no Capítulo 4.

Tabela A - 1: Resultado da classificação dos nós através da inspeção visual

Face Nó Posição dos Nós Dimensões dos Nós Caracterização dos Nós

X (cm) Y (cm) X (cm) Y (cm) Área (cm2) Dmáx (mm) Tipo Nó

Tábua A

2 1 124,7 1 1,2 2 1,88 20 III Isolado

2 288,2 3,75 0,8 0,5 0,31 8 I Isolado

3

1 61 6,25 0,9 0,8 0,57 9 I Isolado

2 142,45 5,9 1,7 2,5 3,34 25 III Isolado

3 197,8 2,65 0,6 0,6 0,28 6 I Grupo

4 206 5,8 3 2,2 5,18 30 III Grupo

5 288,1 0,65 1 1,3 1,02 13 I Isolado

4

1 21,45 1,9 2,6 0,9 1,84 26 IV Isolado

2 197,5 1,9 1,1 1 0,86 11 II Grupo

3 205,7 0,95 2,5 1,9 3,73 25 IV Grupo

4 263,6 0,5 1,3 1 1,02 13 II Isolado

Tábua B

1

1 26,2 1 1,7 1 1,34 17 II Isolado

2 82,6 1,1 2,4 1,6 3,02 24 III Isolado

3 204 2,1 0,6 0,5 0,24 6 I Isolado

4 217,5 1,1 0,8 0,6 0,38 8 I Isolado

2

1 44,4 2,6 2 1,6 2,51 20 III Isolado

2 88,4 2,7 2,5 2,2 4,32 25 IV Isolado

3 153,2 3,7 2,7 1,1 2,33 27 IV Isolado

3

1 37 3 3,7 2,5 7,26 37 IV Isolado

2 89,7 2,2 2,9 2,2 5,01 29 III Grupo

3 91,5 2,85 3 2,3 5,42 30 III Grupo

4 154 2 2,5 2,4 4,71 25 III Isolado

4 1 83,4 2,4 1,2 1 0,94 12 II Grupo

2 91,2 0,85 3 1,7 4,01 30 IV Grupo

Tábua C

1

1 63,6 3 1,4 1,2 1,32 14 I Grupo

2 75 2,2 5 4,7 18,46 50 IV Grupo

3 163,2 2,7 1,6 5,6 7,04 56 IV Isolado

4 201,3 6 1,1 1 0,86 11 I Grupo

5 216,2 3 2,8 1,9 4,18 28 III Grupo

2

1 162,5 2,3 1 0,9 0,71 10 II Isolado

2 201 2,4 0,9 1,4 0,99 14 III Isolado

3 212,3 3,8 2,5 0,4 0,79 25 IV Isolado

3 1 212,6 1,2 2,5 2,4 4,71 25 III Isolado

4 1 63,6 2,5 2,2 2,3 3,97 23 IV Grupo


101

2 73,9 3,3 3,5 1,1 3,02 35 IV Grupo

3 164 3,7 1,4 0,4 0,44 14 III Isolado

4 217,6 2 3,6 4 11,31 40 IV Isolado

Tábua D

1

1 66 2,3 2,7 2,2 4,67 27 III Isolado

2 107,4 6,4 2,7 0,7 1,48 27 III Isolado

3 158,4 5,3 1 0,6 0,47 10 I Isolado

4 247,5 2,2 11,5 4,2 37,93 115 IV Grupo

5 257 5,8 3,4 2,2 5,87 34 III Grupo

6 272,7 2,1 3,5 3,4 9,35 35 III Isolado

7 279 2 1,3 1,6 1,63 16 II Isolado

2

1 108 3,2 1,6 1,6 2,01 16 III Isolado

2 236,5 3 0,6 2 0,94 20 III Isolado

3 257,4 0,2 3 0,5 1,18 30 IV Grupo

4 270,2 3,4 7 0,8 4,40 70 IV Grupo

5 281,8 3,5 2 0,9 1,41 20 III Grupo

6 305 2,8 2 1,6 2,51 20 III Isolado

3

1 65,5 3,6 1,3 0,7 0,71 13 I Isolado

2 108 0,3 2 0,5 0,79 20 II Isolado

3 236,1 1,3 1,1 1,6 1,38 16 II Isolado

4 255,5 2,7 2 0,8 1,26 20 II Isolado

5 270,3 0,8 0,8 0,9 0,57 9 I Grupo

6 273,6 4,5 4,2 1,8 5,94 42 IV Grupo

7 278 3,7 3,3 2 5,18 33 III Grupo

8 280 6,5 2,6 1 2,04 26 III Grupo

9 280,9 1,3 1,4 1,4 1,54 14 I Grupo

10 305,3 0,8 4 1,7 5,34 40 IV Isolado

4 1 247 2,8 11,5 3 27,10 115 IV Isolado

2 279,6 2,4 4,2 3,2 10,56 42 IV Isolado

Tábua E

1

1 39,1 5,2 0,4 0,4 0,13 4 I Grupo

2 39,1 4,7 0,5 0,7 0,27 7 I Grupo

3 104,1 6,8 1,1 0,4 0,35 11 I Grupo

4 110 3,2 1 0,7 0,55 10 I Grupo

5 116,4 2,7 1 0,8 0,63 10 I Grupo

6 119 4,3 1 0,9 0,71 10 I Grupo

7 122,5 1,3 1,2 0,9 0,85 12 I Grupo

8 157,8 6,5 0,5 0,6 0,24 6 I Grupo

9 159,1 6,2 1,1 0,9 0,78 11 I Grupo

10 236,6 5,6 0,8 0,8 0,50 8 I Isolado

11 273,9 2,8 4,3 3,8 12,83 43 IV Isolado

2

1 103,6 3 0,8 0,6 0,38 8 I Grupo

2 104,7 1,4 1,8 1,7 2,40 18 III Grupo

3 157,9 1,8 0,9 1,7 1,20 17 III Isolado

3 1 41,2 3,4 1,7 2 2,67 20 II Isolado


102

2 106,8 3,9 0,7 0,7 0,38 7 I Grupo

3 112,9 2,8 0,6 0,5 0,24 6 I Grupo

4 127,7 5,5 6,3 3 14,84 63 IV Isolado

5 272,5 2,2 3,2 3,4 8,55 34 III Isolado

6 288,4 6,5 1,2 0,7 0,66 12 I Grupo

4

1 115,5 0,35 1,1 0,7 0,60 11 II Grupo

2 116,5 1,8 1,6 1,5 1,88 16 III Grupo

3 119,7 1,2 2,5 1,7 3,34 25 IV Grupo

4 127,5 0,55 7,6 1,1 6,57 76 IV Grupo

5 274,8 3,7 3,8 0,6 1,79 38 IV Isolado

6 289 0,3 1,2 0,6 0,57 12 II Isolado

Tábua F

1

1 2,9 4,9 1,5 1,4 1,65 15 II Grupo

2 4,1 0,5 1,4 1 1,10 14 I Grupo

3 66,1 5 1,8 1,7 2,40 18 II Isolado

4 81 0,75 1,3 1,5 1,53 15 II Isolado

5 95,6 0,7 1 0,9 0,71 10 I Isolado

6 124,6 1,3 1,5 1,3 1,53 15 II Isolado

2

1 2,3 0,4 2,3 0,8 1,45 23 IV Grupo

2 5,7 2,4 1,3 1,3 1,33 13 II Grupo

3 65 1,8 1,5 1,7 2,00 17 III Grupo

4 68 2,5 2,4 2,5 4,71 25 IV Grupo

5 304,8 2,9 1,1 1,3 1,12 13 II Grupo

6 309 3 1,8 1,2 1,70 18 III Grupo

7 309,4 1,5 1,8 1,8 2,54 18 III Grupo

3 1 57,2 4,8 1,4 1,1 1,21 14 I Isolado

2 73,2 6,65 0,8 0,7 0,44 8 I Isolado

4

1 61,5 2,7 2,8 1,2 2,64 28 IV Isolado

2 73,4 1,05 0,6 2,1 0,99 21 IV Isolado

3 125,5 3,1 1,6 0,9 1,13 16 III Isolado

4 304,8 1,45 1,5 1,3 1,53 15 III Grupo

5 309 1,85 1,3 0,7 0,71 13 II Grupo

Tábua G

1

1 47,2 6,35 4,1 1,3 4,19 41 IV Isolado

2 119,1 5,85 2,5 2,3 4,52 25 III Isolado

3 230,7 2 0,8 1 0,63 10 I Grupo

4 239,5 4,7 1,9 1,4 2,09 19 II Grupo

2

1 46 4 3,75 4 11,78 40 IV Isolado

2 118,5 1,7 3 3,4 8,01 34 IV Isolado

3 172,6 2,7 1,8 2,6 3,68 26 IV Isolado

3

1 175,5 7 2,1 7 11,55 70 IV Isolado

2 200 0,9 2,3 1,3 2,35 23 II Isolado

3 207,5 0,6 0,8 0,4 0,25 8 I Isolado

4 230,5 0,7 2,2 0,9 1,56 22 II Isolado

5 297,4 5,9 3,6 2,1 5,94 36 IV Isolado


103

4

1 126 2,9 0,8 0,9 0,57 9 II Isolado

2 178,6 0,35 2,1 0,7 1,15 21 IV Isolado

3 298 0,5 3,6 1 2,83 36 IV Isolado

Tábua H

1 1 135,1 6,75 0,6 0,5 0,24 6 I Isolado

2 205,7 1,7 1,6 1,8 2,26 18 II Isolado

2 1 107 6,75 0,6 0,5 0,24 6 I Isolado

2 135 1,7 1,6 1,8 2,26 18 III Isolado

3

1 107,2 1,6 3,7 3,2 9,30 37 IV Isolado

2 135,1 4,4 1,7 1,8 2,40 18 II Grupo

3 135,9 6,4 1,2 1,1 1,04 12 I Grupo

4 208,1 6,45 1,6 0,9 1,13 16 II Isolado

5 235,4 0,3 1,4 0,6 0,66 14 I Isolado

4

1 114,6 1,9 1,2 1,5 1,41 15 III Grupo

2 123,4 2,7 2 1,8 2,83 20 III Grupo

3 134,6 3,5 1,3 1 1,02 13 II Grupo

4 207,8 2,3 2,5 2,5 4,91 25 IV Isolado

Tábua I

1 1 191 3,8 1,1 1,6 1,38 16 II Isolado

2 196,5 2,8 7,7 4,3 26,00 77 IV Isolado

2 1 226,1 2,5 2,1 1,9 3,13 21 IV Isolado

3

1 67,4 2,8 1,9 1,1 1,64 19 II Isolado

2 301,9 4 0,6 0,5 0,24 6 I Isolado

3 304,5 0,2 0,8 0,4 0,25 8 I Isolado

4 1 301,7 1,1 1 0,9 0,71 10 II Isolado

Tábua J

1 1 175,6 2,4 3 1,6 3,77 30 III Isolado

2 304,9 1,1 1,6 1,2 1,51 16 II Isolado

2 1 183,3 2 5,8 2,6 11,84 58 IV Isolado

3 1 308,3 3,8 2 1,5 2,36 20 II Isolado

4 1 305 3,7 2 0,6 0,94 20 III Isolado

Tábua K

1

1 48,8 4,9 0,4 1,2 0,38 12 I Isolado

2 57,3 5,5 0,6 1,7 0,80 17 II Isolado

3 69,5 0,6 4,6 1,2 4,34 46 IV Grupo

4 72,4 4,2 0,4 0,5 0,16 5 I Grupo

5 155 5,85 1,3 2,3 2,35 23 II Isolado

2

1 59,7 0,3 1 0,4 0,31 10 II Isolado

2 154,8 0,25 1,6 0,5 0,63 16 III Isolado

3 231,8 0,35 0,6 0,7 0,33 7 I Isolado

3 1 304,1 0,2 2 0,4 0,63 20 II Isolado

4 1 69,5 3 5 2 7,85 50 IV Isolado

Tábua L

1 1 38,2 0,25 2,5 0,5 0,98 25 III Isolado

2 56,8 0,4 1,3 0,8 0,82 13 I Isolado


104

3 75,5 3,3 1,2 1,5 1,41 15 II Grupo

4 82,25 1,2 6 2,4 11,31 60 IV Grupo

5 90,1 1 2 1,3 2,04 20 II Grupo

6 110,5 0,5 2 1 1,57 20 II Grupo

7 133 0,5 3 0,8 1,88 30 III Grupo

8 145,4 2,2 1,2 1,1 1,04 12 I Grupo

9 146,3 0,65 2 1,3 2,04 20 II Grupo

2 1 154,5 0,8 2,1 1,1 1,81 21 IV Grupo

2 154,9 3 2,5 1,4 2,75 25 IV Grupo

3

1 84,4 6,75 1 0,5 0,39 10 I Isolado

2 116,4 5,2 1,4 0,9 0,99 14 I Isolado

3 145 6,5 1,4 1 1,10 14 I Isolado

4

1 38,3 3,2 2,9 1,6 3,64 29 IV Isolado

2 56,8 3,5 1,5 1 1,18 15 III Isolado

3 82,5 2,85 6,5 2,3 11,74 65 IV Grupo

4 91 1,9 1,2 1,7 1,60 17 III Grupo

5 110,9 3 2 2 3,14 20 III Isolado

Tábua M

1

1 7,9 0,75 1 1,5 1,18 15 II Isolado

2 50,8 0,2 1,3 0,4 0,41 13 I Isolado

3 102,8 1,5 1,4 0,7 0,77 14 I Grupo

4 103 2,9 1,8 0,6 0,85 18 II Grupo

5 124,6 1,8 3,9 3 9,19 39 IV Isolado

6 185 3,8 0,9 1,1 0,78 11 I Isolado

2

1 16 0,5 1,1 0,5 0,43 11 II Isolado

2 52,3 2,9 2,2 1,5 2,59 22 IV Isolado

3 102,8 3,8 1,5 0,4 0,47 15 III Isolado

4 144 2,2 7,5 3,7 21,79 75 IV Isolado

3

1 5,8 6,4 2,3 0,7 1,26 23 II Isolado

2 53,5 0,35 1,7 0,7 0,93 17 II Isolado

3 102,6 0,8 1,4 1,6 1,76 16 II Isolado

4 140 3,8 3 2,1 4,95 30 III Grupo

5 144 0,6 4,5 1,2 4,24 45 IV Grupo

6 180 6,5 2 0,9 1,41 20 II Isolado

4

1 36 3,4 2,4 0,7 1,32 24 IV Isolado

2 51 3,6 1,5 0,5 0,59 15 III Isolado

3 180,2 0,7 1,8 1,4 1,98 18 III Isolado

Tábua N

1

1 10 5,1 0,8 0,7 0,44 8 I Isolado

2 79 2,5 2,7 2,2 4,67 27 III Isolado

3 181,2 1,8 1,3 1,3 1,33 13 I Grupo

4 182,6 2,4 1,5 2,2 2,59 22 II Grupo

5 183,2 5,9 1,3 1,2 1,23 13 I Grupo

6 200,2 1,9 2,2 1,3 2,25 22 II Isolado

7 204 6,5 1,3 1,9 1,94 19 II Isolado


105

8 235,6 1,8 1,3 0,9 0,92 13 I Isolado

9 244,4 3,9 1,6 1 1,26 16 II Isolado

10 252,1 4,5 0,8 0,7 0,44 8 I Isolado

11 280,8 5,1 1,2 2 1,88 20 II Grupo

12 286,5 4 1 0,9 0,71 10 I Grupo

13 288,3 2,7 1,6 1,4 1,76 16 II Grupo

2

1 5,1 2,4 0,4 0,4 0,13 4 I Isolado

2 12,6 3 0,9 0,7 0,49 9 II Isolado

3 23,9 2,9 1,7 1,9 2,54 19 III Isolado

4 41,5 2,9 0,8 0,8 0,50 8 I Isolado

5 183,4 0,4 1,3 0,8 0,82 13 II Isolado

6 204 1,2 4,2 2,4 7,92 42 IV Isolado

7 260,8 2,5 1 0,8 0,63 10 II Isolado

8 285,3 1,1 1,3 0,9 0,92 13 II Grupo

9 290,6 1,2 1,4 0,7 0,77 14 III Grupo

3

1 80,2 4,5 2,5 1,3 2,55 25 III Isolado

2 98,6 4,5 0,9 0,8 0,57 9 I Isolado

3 107,9 3,8 1,8 1,3 1,84 18 II Isolado

4 130 3,2 3 2 4,71 30 III Isolado

5 130,8 4,2 1,7 1,5 2,00 17 II Grupo

6 187,5 6,1 2,7 1,5 3,18 27 III Grupo

7 279,6 3,1 1,8 1,4 1,98 18 II Isolado

4

1 81,3 0,9 2,9 1,8 4,10 29 IV Isolado

2 186 2,9 1,2 0,6 0,57 12 II Isolado

3 204,3 3,3 4,5 1,1 3,89 45 IV Isolado

Tábua O

1

1 24 6,1 2,5 0,9 1,77 25 III Isolado

2 59,7 4,6 1,2 0,7 0,66 12 I Isolado

3 80,5 4 0,6 0,8 0,38 8 I Isolado

4 98,5 2,5 1 0,5 0,39 10 I Isolado

5 129,2 3,7 1,7 1,3 1,74 17 II Grupo

6 131 2,5 1,1 0,9 0,78 11 I Grupo

7 187,5 0,5 1,5 1 1,18 15 II Isolado

8 279,8 4 1,3 0,9 0,92 13 I Grupo

9 286,5 1 1,4 1,1 1,21 14 I Grupo

3

1 130,2 3,5 1,1 1 0,86 11 I Isolado

2 192 5,7 6,2 2,5 12,17 62 IV Isolado

3 247,2 2,5 1,2 0,4 0,38 12 I Isolado

4 283,2 3 3,1 2,2 5,36 31 III Isolado

4

1 82 3,9 1,4 0,2 0,22 14 III Isolado

2 187,9 3,8 1,2 0,4 0,38 12 II Grupo

3 192,9 0,7 4,7 1,4 5,17 47 IV Grupo

4 204,9 1,7 0,5 0,9 0,35 9 II Grupo

5 287,8 3 0,8 0,8 0,50 8 I Isolado

Tábua P


106

1

1 11 5,8 4 2,1 6,60 40 IV Isolado

2 39,7 4,1 1,2 0,8 0,75 12 I Grupo

3 52,4 1,2 1,8 1,4 1,98 18 II Grupo

4 127,4 4,8 0,4 0,4 0,13 4 I Isolado

5 142,3 1,8 0,5 0,7 0,27 7 I Isolado

6 160,2 2,2 0,6 0,5 0,24 6 I Isolado

7 182,5 2,2 4,3 3,5 11,82 43 IV Grupo

8 187,4 2,9 1,4 1,2 1,32 14 I Grupo

9 204 1,8 0,6 0,5 0,24 6 I Isolado

10 251,5 1,3 0,4 0,4 0,13 4 I Isolado

11 259,4 2,1 1 0,9 0,71 10 I Grupo

12 262,5 1 0,3 0,4 0,09 4 I Grupo

13 274,7 3,5 0,3 0,6 0,14 6 I Isolado

2

1 11,2 0,55 4 1,1 3,46 40 IV Isolado

2 41,8 3,8 1,5 0,4 0,47 15 III Isolado

3 70,9 0,55 0,4 1,1 0,35 11 II Isolado

4 246,1 3,8 0,6 0,4 0,19 6 I Isolado

3

1 30,5 1,4 0,9 0,9 0,64 9 I Grupo

2 41,8 0,25 1,3 0,5 0,51 13 I Grupo

3 57 2,1 1,7 1,3 1,74 17 II Grupo

4 160,2 4 0,7 0,4 0,22 7 I Isolado

5 180,8 4,6 1,5 1,3 1,53 15 II Isolado

6 236,4 4,3 0,9 0,7 0,49 9 I Grupo

7 245,7 0,65 1 1,3 1,02 13 I Grupo

8 247,8 0,3 0,8 0,6 0,38 8 I Grupo

9 251,2 4,4 1 0,8 0,63 10 I Grupo

10 284,5 5,5 0,4 0,9 0,28 9 I Isolado

11 291,8 1,6 0,4 0,4 0,13 4 I Isolado

12 299,2 4 0,4 0,7 0,22 7 I Isolado

4

1 51,7 3,6 1,7 0,8 1,07 17 III Isolado

2 185,8 3 1,4 1 1,10 14 III Isolado

3 284,8 0,4 0,4 0,6 0,19 6 I Isolado

4 299,4 1,9 0,8 1 0,63 10 II Isolado

Tábua Q

1

1 30,4 5,1 1,4 0,8 0,88 14 I Isolado

2 41,5 6,6 0,9 0,3 0,21 9 I Grupo

3 51,5 4,5 4 1,7 5,34 40 IV Grupo

4 180,6 2,3 2,6 1,9 3,88 26 III Isolado

5 245,5 6,3 1,3 1,1 1,12 13 I Grupo

6 251,1 2,9 1 0,9 0,71 10 I Grupo

2

1 41,5 0,6 1,2 1 0,94 12 II Isolado

2 85,2 0,9 0,7 0,8 0,44 8 I Isolado

3 94,5 1,3 0,9 1,1 0,78 11 II Isolado

4 103,3 2,1 0,8 0,9 0,57 9 II Isolado

5 111,3 1 1 1,8 1,41 18 III Grupo


107

6 111,8 3,5 1 0,9 0,71 10 II Grupo

7 175,2 0,9 1,4 1,2 1,32 14 III Isolado

8 245,5 0,5 1,5 0,4 0,47 15 III Isolado

9 255,2 3,6 1,8 0,5 0,71 18 III Isolado

10 302,4 0,5 0,3 0,3 0,07 3 I Isolado

3

1 6,2 4 0,6 1,4 0,66 14 I Isolado

2 24,6 2,8 0,6 0,7 0,33 7 I Isolado

3 35 2,7 0,8 0,8 0,50 8 I Isolado

4 46 1,8 1,5 1,5 1,77 15 II Isolado

5 38,7 1,8 0,7 0,6 0,33 7 I Isolado

6 111,7 0,5 0,9 1 0,71 10 I Isolado

7 120 1,6 2,9 1 2,28 29 III Isolado

8 166 0,6 1 1,5 1,18 15 II Isolado

9 176,2 4,8 1 1 0,79 10 I Isolado

10 231,7 4,7 0,9 0,8 0,57 9 I Isolado

11 247,2 3,6 0,6 0,4 0,19 6 I Isolado

12 254,4 1,8 1,3 2,3 2,35 23 II Isolado

13 306,7 4,4 1,2 0,6 0,57 12 I Isolado

4 1 169 1,8 0,9 0,9 0,64 9 II Isolado

2 186,6 1,3 2,4 1,9 3,58 24 IV Isolado

Tábua R

1

1 167 6,1 2,4 1,3 2,45 24 III Isolado

2 266,4 5,7 2,5 1,8 3,53 25 III Isolado

3 292,2 4,9 0,9 1,2 0,85 12 I Grupo

4 316,3 4,2 0,9 0,9 0,64 9 I Grupo

2

1 158,3 3,4 0,9 0,7 0,49 9 II Isolado

2 167 0,8 2,3 1,4 2,53 23 IV Isolado

3 266,5 2,6 1,1 1 0,86 11 II Isolado

4 283,1 2,7 1,2 1,4 1,32 14 III Isolado

3 1 161,6 1,5 1,4 1,5 1,65 15 II Isolado

2 269,8 4,3 1,4 1,4 1,54 14 I Isolado

4

1 25,5 2,2 0,9 0,6 0,42 9 II Isolado

2 69,4 1,8 1,4 0,6 0,66 14 III Isolado

3 174,7 0,2 1,7 0,4 0,53 17 III Isolado

4 266,4 1,7 1,6 1,8 2,26 18 III Isolado

Tábua S

1

1 50 1,7 1,9 1,9 2,84 19 II Isolado

2 162,4 2,6 2,6 2,4 4,90 26 III Isolado

3 279,7 6,9 1,9 0,2 0,30 19 II Isolado

4 292,5 0,9 1,4 1,5 1,65 15 II Grupo

5 294,2 2,8 1,8 2,1 2,97 21 II Grupo

6 297,3 0,8 2,3 1,4 2,53 23 II Grupo

7 299,2 2,7 2,6 1,9 3,88 26 III Grupo

8 300 6,1 1,8 0,8 1,13 18 II Grupo

2 1 210,4 0,7 2,6 1,1 2,25 26 IV Isolado


108

2 280 1,1 2,5 2 3,93 25 IV Grupo

3 283 2,7 2 2,4 3,77 24 IV Grupo

4 315,5 1 2,8 1,7 3,74 28 IV Isolado

3

1 42 1,9 2 1,4 2,20 20 II Isolado

2 62,5 2,8 1,7 0,7 0,93 17 II Isolado

3 99,8 4,5 0,5 1 0,39 10 I Isolado

4 163,3 4,7 1,3 0,8 0,82 13 I Grupo

5 182,9 0,2 2,2 0,5 0,86 22 II Grupo

6 190,5 4,5 1,5 1,4 1,65 15 II Grupo

7 277,5 2,2 2,1 2,4 3,96 24 III Grupo

8 280,5 2,5 2,1 2,2 3,63 22 II Grupo

9 294,4 4,5 2,5 2,6 5,11 26 III Grupo

10 297,9 2,8 2,7 1,9 4,03 27 III Grupo

4

1 49 1,2 0,4 0,7 0,22 7 I Isolado

2 163,8 3,5 3,5 0,7 1,92 35 IV Isolado

3 280,6 2,7 0,9 0,5 0,35 9 II Grupo

4 281,6 1,7 1,2 0,8 0,75 12 II Grupo

5 292,6 3,4 1,4 0,8 0,88 14 III Grupo

6 293,3 2,4 0,6 0,9 0,42 9 II Grupo

7 296,4 2,9 2,5 2,3 4,52 25 IV Grupo

Tábua T

1

1 29,2 5 10,5 4,3 35,46 105 IV Isolado

2 154,7 0,45 3,6 0,9 2,54 36 IV Isolado

3 213,4 0,3 1,5 0,6 0,71 15 II Isolado

4 260,2 0,6 1,6 1,2 1,51 16 II Grupo

5 263 0,8 3,5 1,6 4,40 35 III Grupo

6 269,1 0,25 1 0,5 0,39 10 I Grupo

7 291,2 6,4 3 1,2 2,83 30 III Grupo

8 296,8 6 3,5 2 5,50 35 III Grupo

2

1 29,5 2 6,5 4 20,42 65 IV Isolado

2 67,5 2,5 8,3 2,8 18,25 83 IV Isolado

3 175,8 1,9 3,8 3 8,95 38 IV Isolado

4 191,3 0,9 2,9 1,8 4,10 29 IV Grupo

5 197 1,6 5,7 3,2 14,33 57 IV Grupo

3

1 29,4 1,55 5 3,1 12,17 50 IV Isolado

2 67,5 1,25 9 2,5 17,67 90 IV Grupo

3 72,6 6,4 4,2 1,8 5,94 42 IV Grupo

4 109,7 2,6 1,2 2 1,88 20 II Isolado

5 124 4,4 1 2,3 1,81 23 II Isolado

6 179,2 3,6 2,9 2,3 5,24 29 III Isolado

7 204,9 6,2 1,1 0,8 0,69 11 I Isolado

8 267,2 6,75 1,1 0,5 0,43 11 I Isolado

4

1 72,8 0,3 4,2 0,6 1,98 42 IV Isolado

2 155 3,4 3,5 1,2 3,30 35 IV Isolado

3 213,5 3,35 1,2 1,3 1,23 13 II Isolado


109

4 260,1 3,55 2,2 0,9 1,56 22 IV Grupo

5 269,1 2,5 1,4 3 3,30 30 IV Grupo

Tábua U

1

1 5,9 5,8 3,2 1,7 4,27 32 III Isolado

2 41,6 3,9 1,2 2,9 2,73 29 III Isolado

3 61,4 0,6 0,5 1,2 0,47 12 I Isolado

4 209,8 2,6 3,5 3,7 10,17 37 IV Isolado

5 241,85 6,25 1 1,3 1,02 13 I Isolado

6 273 5,2 2,4 1,3 2,45 24 III Grupo

7 277,6 3 1,4 3,3 3,63 33 III Grupo

8 285 4,9 1 1,3 1,02 13 I Grupo

2

1 8,9 3,4 1,6 1,2 1,51 16 III Isolado

2 19,4 3,4 0,8 1,2 0,75 12 II Isolado

3 41,8 1,4 0,8 0,7 0,44 8 I Isolado

4 141 3,65 1,3 0,7 0,71 13 II Isolado

5 212,6 3 1,2 1 0,94 12 II Isolado

3

1 141 0,25 1,3 0,5 0,51 13 I Isolado

2 213,6 1 1,1 1 0,86 11 I Isolado

3 269,8 1,5 3,5 0,9 2,47 35 III Isolado

4 291,5 6,1 2,6 1,8 3,68 26 III Isolado

4

1 12,2 1,35 3,5 2,7 7,42 35 IV Isolado

2 81,9 1,8 0,5 0,5 0,20 5 I Isolado

3 128,6 0,15 0,6 0,3 0,14 6 I Isolado

4 253,7 2 0,4 0,6 0,19 6 I Isolado

5 277,5 2,7 2 1,4 2,20 20 III Isolado

Tábua V

1

1 12,6 0,45 2,8 0,9 1,98 28 III Isolado

2 19,6 6,8 0,9 0,4 0,28 9 I Isolado

3 140,5 6,7 1,1 0,6 0,52 11 I Isolado

4 215,4 6,3 1,2 0,7 0,66 12 I Isolado

5 241,8 6,5 0,8 0,6 0,38 8 I Isolado

6 291 0,9 1,5 1,8 2,12 18 II Isolado

2

1 8,6 0,25 3,4 0,5 1,34 34 IV Grupo

2 19,7 1,2 1 2,4 1,88 24 IV Grupo

3 140,6 0,25 1 0,5 0,39 10 II Isolado

3

1 50,2 3,8 0,3 0,7 0,16 7 I Isolado

2 140,5 3,1 1,1 0,8 0,69 11 I Isolado

3 219,3 6,7 2,6 0,6 1,23 26 III Grupo

4 223 2,8 2,4 1,1 2,07 24 III Grupo

4

1 12,7 3,7 3 0,6 1,41 30 IV Isolado

2 140,1 3 2,5 1,4 2,75 25 IV Isolado

3 219,2 0,3 2,3 0,6 1,08 23 IV Isolado

4 291 3,5 1,5 1 1,18 15 III Isolado


110

Tabela A - 2: Inclinações das fibras resultantes da inspeção visual, valores em %

Tábua X (cm) Face 1 Face 2 Face 3 Face 4

B

Referência 1,7 1,7 1,7 8,7

10 5,2 7,0 8,7 24,4

50 3,5 22,7 1,7 47,1

90 5,2 34,9 41,9 62,8

130 24,4 8,7 10,5 8,7

170 15,7 3,5 1,7 10,5

210 26,2 3,5 19,2 8,7

250 17,5 3,5 19,2 14,0

290 1,7 1,7 5,2 5,2

C

Referência 1,7 1,7 1,7 0,0

10 3,5 38,4 3,5 12,2

50 5,2 1,7 3,5 8,7

90 5,2 10,5 7,0 0,0

130 5,2 7,0 1,7 15,7

170 8,7 3,5 1,7 43,6

210 38,4 3,5 22,7 78,5

250 5,2 1,7 5,2 8,7

290 3,5 5,2 7,0 48,9

D

Referência 1,7 1,7 3,5 0,0

10 7,0 3,5 3,5 7,0

50 3,5 1,7 3,5 5,2

90 8,7 1,7 3,5 3,5

130 1,7 3,5 10,5 0,0

170 57,6 3,5 27,9 7,0

210 17,5 8,7 8,7 1,7

250 19,2 12,2 62,8 12,2

290 54,1 24,4 61,1 14,0

E

Referência 3,5 3,5 1,7 8,7

10 3,5 5,2 1,7 8,7

50 10,5 10,5 3,5 3,5

90 8,7 1,7 5,2 43,6

130 64,6 29,7 66,3 50,6

170 14,0 4,4 3,5 14,0

210 3,5 3,5 3,5 1,7

250 1,7 17,5 5,2 5,2

290 8,7 3,5 1,7 40,1

F

Referência 1,7 1,7 1,7 1,7

10 3,5 27,9 1,7 3,5

50 7,0 64,6 47,1 15,7

90 1,7 14,0 3,5 1,7

130 12,2 24,4 12,2 7,0

170 7,0 27,9 5,2 19,2


111

210 3,5 8,7 1,7 3,5

250 1,7 15,7 3,5 5,2

290 3,5 33,2 5,2 3,5

G

Referência 1,7 3,5 1,7 5,2

10 5,2 3,5 3,5 7,0

50 41,9 82,0 33,2 36,7

90 7,0 3,5 8,7 8,7

130 8,7 24,4 8,7 34,9

170 12,2 34,9 24,4 78,5

210 3,5 3,5 3,5 22,7

250 3,5 1,7 5,2 34,9

290 14,0 3,5 15,7 69,8

H

Referência 0,0 1,7 1,7 0,0

10 3,5 3,5 3,5 7,0

50 3,5 3,5 8,7 0,0

90 8,7 15,7 1,7 31,4

130 1,7 19,2 20,9 38,4

170 15,7 3,5 14,0 29,7

210 69,8 5,2 78,5 45,4

250 5,2 1,7 3,5 0,0

290 14,0 3,5 3,5 12,2

I

Referência 0,0 1,7 1,7 3,5

10 0,0 3,5 1,7 3,5

50 1,7 12,2 1,7 14,0

90 8,7 17,5 1,7 17,5

130 1,7 5,2 3,5 7,0

170 1,7 5,2 3,5 7,0

210 1,7 1,7 3,5 1,7

250 7,0 8,7 1,7 10,5

290 1,7 7,0 0,0 3,5

J

Referência 3,5 0,0 0,0 1,7

10 7,0 24,4 3,5 5,2

50 3,5 7,0 1,7 1,7

90 3,5 7,0 5,2 0,0

130 3,5 1,7 1,7 3,5

170 41,9 3,5 20,9 20,9

210 0,0 5,2 0,0 0,0

250 0,0 0,0 5,2 1,7

290 1,7 3,5 1,7 1,7

K

Referência 3,5 1,7 1,7 5,2

10 3,5 1,7 10,5 5,2

50 3,5 0,0 1,7 10,5

90 3,5 0,0 1,7 10,5

130 1,7 1,7 0,0 19,2

170 7,0 3,5 3,5 26,2


112

210 1,7 3,5 3,5 1,7

250 0,0 1,7 1,7 1,7

290 1,7 0,0 0,0 5,2

L

Referência 1,7 3,5 0,0 0,0

10 5,2 5,2 3,5 1,7

50 1,7 19,2 5,2 5,2

90 27,9 5,2 5,2 0,0

130 3,5 8,7 12,2 5,2

170 3,5 17,5 10,5 20,9

210 1,7 40,1 0,0 52,4

250 31,4 7,0 19,2 1,7

290 27,9 17,5 14,0 8,7

M

Referência 0,0 1,7 26,2 0,0

10 7,0 1,7 7,0 45,4

50 5,2 14,0 19,2 10,5

90 3,5 8,7 8,7 7,0

130 20,9 14,0 45,4 10,5

170 45,4 24,4 43,6 29,7

210 0,0 1,7 22,7 0,0

250 66,3 8,7 26,2 5,2

290 15,7 8,7 64,6 10,5

N

Referência 0,0 0,0 1,7 3,5

10 14,0 12,2 15,7 8,7

50 5,2 3,5 7,0 22,7

90 1,7 3,5 17,5 7,0

130 8,7 27,9 61,1 3,5

170 0,0 0,0 1,7 1,7

210 8,7 41,9 7,0 19,2

250 5,2 1,7 7,0 10,5

290 33,2 90,8 12,2 7,0

O

Referência 1,7 0,0 5,2 7,0

10 19,2 8,7 7,0 19,2

50 7,0 7,0 7,0 3,5

90 5,2 3,5 15,7 8,7

130 17,5 8,7 22,7 1,7

170 5,2 3,5 5,2 3,5

210 14,0 1,7 10,5 10,5

250 1,7 0,0 24,4 3,5

290 10,5 17,5 38,4 17,5

P

Referência 8,7 1,7 3,5 0,0

10 12,2 1,7 3,5 3,5

50 76,8 22,7 15,7 14,0

90 5,2 3,5 5,2 3,5

130 7,0 1,7 5,2 7,0

170 10,5 5,2 1,7 3,5


113

210 8,7 1,7 1,7 0,0

250 19,2 52,4 38,4 14,0

290 15,7 7,0 22,7 5,2

Q

Referência 0,0 1,7 1,7 1,7

10 5,2 7,0 1,7 3,5

50 3,5 17,5 8,7 3,5

90 3,5 3,5 1,7 7,0

130 7,0 5,2 15,7 17,5

170 3,5 26,2 7,0 17,5

210 1,7 5,2 3,5 1,7

250 0,0 64,6 5,2 1,7

290 3,5 7,0 3,5 1,7

R

Referência 1,7 1,7 1,7 3,5

10 7,0 8,7 1,7 20,9

50 10,5 3,5 5,2 8,7

90 7,0 7,0 8,7 15,7

130 5,2 5,2 3,5 8,7

170 15,7 52,4 1,7 31,4

210 1,7 3,5 1,7 8,7

250 5,2 5,2 1,7 12,2

290 36,7 29,7 12,2 108,2

S

Referência 0,0 0,0 1,7 1,7

10 0,0 0,0 1,7 3,5

50 48,9 5,2 3,5 7,0

90 7,0 7,0 1,7 3,5

130 1,7 3,5 7,0 1,7

170 50,6 10,5 26,2 12,2

210 5,2 52,4 22,7 8,7

250 1,7 5,2 19,2 3,5

290 92,5 15,7 40,1 52,4

T

Referência 1,7 5,2 3,5 3,5

10 8,7 7,0 3,5 5,2

50 1,7 7,0 3,5 1,7

90 5,2 5,2 8,7 7,0

130 10,5 7,0 1,7 3,5

170 3,5 22,7 22,7 8,7

210 14,0 27,9 22,7 14,0

250 5,2 5,2 3,5 3,5

290 14,0 22,7 5,2 8,7

U

Referência 1,7 3,5 0,0 3,5

10 47,1 17,5 41,9 71,6

50 2,6 3,5 1,7 14,0

90 1,7 1,7 0,0 19,2

130 3,5 1,7 3,5 7,0

170 3,5 5,2 2,6 12,2


114

210 73,3 3,5 14,0 55,9

250 34,9 3,5 3,5 7,0

290 5,2 1,7 12,2 8,7

V

Referência 5,2 3,5 1,7 5,2

10 22,7 59,3 31,4 3,5

50 3,5 1,7 1,7 12,2

90 5,2 1,7 57,6 14,0

130 17,5 15,7 3,5 5,2

170 31,4 1,7 17,5 8,7

210 45,4 14,0 12,2 17,5

250 10,5 3,5 10,5 5,2

290 10,5 55,9 7,0 7,0

Resultados da massa volúmica e do teor em água

115

Anexo 2 - Resultados da Massa Volúmica e do Teor em Água


116

De seguida apresentam-se os resultados obtidos, por provete, para a massa volúmica e para o

teor em água nos testes realizados pós-rotura.

Tabela A - 3: Resultados da massa volúmica e do teor em água

Provete (kg/m2) (%) (kg/m

3) (kg/m

3)

B1 510,94 8,18 521,99 494,34

B3 522,24 9,34 529,96 500,55

B5 565,53 9,83 571,91 538,88

D1 603,37 9,37 611,10 574,03

D3 585,63 10,37 590,41 555,08

D5 565,98 10,40 570,69 541,41

E1 587,38 8,85 596,66 560,68

E2 574,23 9,74 580,88 546,14

E3 626,18 9,97 632,14 597,87

E4 632,28 10,03 638,03 605,37

G1 593,71 9,82 600,12 568,02

G2 592,28 9,83 598,65 564,78

G4 569,59 9,91 575,74 541,14

H1 573,97 9,55 581,18 549,70

H2 635,74 10,04 641,48 610,43

H3 639,24 10,17 644,57 609,78

H4 647,10 9,84 653,38 621,33

I1 542,35 10,04 548,08 514,91

I2 538,01 10,20 543,25 514,44

I3 545,79 9,93 551,86 520,95

I4 540,12 9,00 548,89 519,72

J1 661,34 9,49 668,61 640,01

J2 628,09 9,30 635,99 606,68

J3 610,91 9,83 617,28 587,94

J4 608,82 9,62 615,81 584,77

M1 541,75 9,90 547,90 515,25

M3 525,03 10,37 529,76 495,33

M4 538,56 9,98 544,46 511,83

N1 585,00 8,36 595,70 561,97

N2 772,81 9,13 780,43 741,62

N3 559,63 8,97 568,52 539,38

N4 590,67 9,28 598,68 565,31

O1 568,50 9,49 575,88 543,87

O2 549,74 8,99 558,56 530,45

O3 556,97 9,31 564,85 536,17

O4 593,90 9,82 600,30 570,62

P1 629,41 10,43 634,00 602,90

P3 584,88 9,83 591,27 560,28

P4 567,23 9,25 575,30 544,16

Resultados da massa volúmica e do teor em água

117

R1 555,18 8,84 564,44 534,50

R3 575,89 10,24 581,06 546,03

R4 586,57 10,33 591,47 556,63

S1 564,35 8,11 575,78 546,37

S2 544,39 10,12 549,87 519,67

S4 562,23 10,53 566,55 530,60

U1 499,84 10,00 505,59 473,12

U2 514,25 10,11 519,73 487,66

U3 524,12 9,05 532,68 501,72

U4 508,78 9,07 517,23 505,01

V1 559,25 9,94 565,29 531,60

V2 555,01 10,26 560,12 522,49

V4 544,51 9,72 551,17 518,58

De uma forma geral é também apresentada a Tabela A - 4 com a informação da Tabela A - 3

sintetizada.

Tabela A - 4: Resultados globais para a massa volúmica e para o teor em água


(kg/m3) 499,84 772,81 576,14 0,08

(%) 8,11 10,53 9,66 0,06

(kg/m3) 505,59 780,43 582,99 0,08

(kg/m3) 473,12 741,62 551,19 0,08


118

Anexo 3 - Resultados dos Ensaios à Flexão Simples

Resultados dos ensaios à flexão simples

119

Anexo 3.1 - Módulo de Elasticidade

Nesta secção do Anexo 3, na Tabela A - 5, são apresentados os valores do módulo de

elasticidade obtido para todos os segmentos das tábuas quando foram ensaiadas à flexão

simples.

Tabela A - 5: Resultados dos ensaios realizados à flexão simples

Tábua Segmento Posição do segmento (cm) (MPa) (MPa)

A

1 36,12 13485,17 11679,90

2 124,70 13995,57 12328,34

3 205,70 9171,20 10920,11

4 276,00 16811,14 10765,58

B

1 37,00 6994,29 8081,42

2 88,40 4690,42 5736,89

3 153,20 10161,47 9530,90

4 210,90 15744,33 11873,24

5 274,70 13460,37 9456,31

C

1 68,47 7345,23 8982,16

2 162,47 7647,44 10264,38

3 176,10 3988,80 5812,91

4 212,30 14560,32 10997,84

D

1 33,69 15563,91 13587,95

2 87,45 12279,43 11915,94

3 157,69 13225,84 11335,15

4 257,59 6668,51 5692,58

5 275,56 2736,23 5111,07

E

1 39,45 9821,85 11838,95

2 123,11 2520,36 4925,39

3 195,66 18211,60 12555,93

4 272,73 4334,82 7548,91

F

1 32,13 10800,97 7087,96

2 68,69 1027,65 3283,63

3 125,39 11449,01 7287,95

4 202,54 6126,54 5151,68

G

1 46,33 6752,58 10545,48

2 117,47 6036,24 9159,27

3 175,25 5238,74 7799,41

4 271,95 10670,59 11000,98

H

1 36,29 15891,94 13143,82

2 118,59 9541,04 6426,55

3 207,55 8295,97 10679,22

4 272,16 13350,57 13003,43

I 1 66,64 12977,18 10831,76


120

2 134,43 16709,04 10500,70

3 211,11 11922,96 10405,61

4 278,22 12977,42 11636,82

J

1 34,29 17922,00 13062,86

2 98,08 13153,21 12087,25

3 183,61 13664,32 10667,52

4 277,95 18041,89 12781,02

K

1 68,03 9644,72 11995,29

2 155,57 11146,91 13008,20

3 275,56 14034,26 11280,61

L

1 38,05 12183,04 9658,57

2 96,44 12722,99 6102,85

3 154,48 8571,22 7643,77

4 260,35 10615,83 9368,09

M

1 33,06 12979,21 9714,63

2 122,79 7624,01 1293,13

3 180,81 6471,92 7639,88

4 266,67 9482,75 7954,44

N

1 34,35 13221,12 11189,52

2 103,85 12349,00 10468,13

3 206,68 9756,55 9776,51

4 273,21 12890,98 9781,80

O

1 34,73 9742,13 8971,51

2 106,81 14639,54 11982,19

3 193,11 8378,90 9466,33

4 271,65 13629,09 10277,02

P

1 38,81 12746,12 9340,22

2 140,18 11434,86 9259,13

3 183,87 3955,94 5875,15

4 275,14 17262,00 11450,82

Q

1 33,81 10475,77 5101,91

2 101,91 11674,26 8558,59

3 176,22 6756,21 7867,08

4 250,85 9540,17 8247,21

R

1 49,37 10475,90 9848,55

2 104,92 10904,36 9943,11

3 169,46 12178,08 11336,29

4 273,77 11514,51 6616,57

S

1 54,80 12494,79 10865,27

2 163,92 11884,41 10502,89

3 209,69 10995,44 10295,36

4 288,57 5819,72 5970,44

T

1 48,05 11142,16 8407,41

2 95,47 12272,55 10546,88

3 165,57 9394,33 6402,71


121

4 273,01 18019,93 9459,11

U

1 34,83 17342,58 8550,94

2 112,17 13616,83 11106,08

3 209,96 6378,88 10020,54

4 277,40 6040,70 7104,90

V

1 33,53 11332,00 10755,45

2 140,53 5349,37 9302,32

3 219,10 8684,29 9833,80

4 278,62 9573,73 9711,56

Na Tabela A - 6 apresentam-se os resultados do módulo de elasticidade local e global de

forma resumida.

Tabela A - 6: Resultados gerais do módulo de elasticidade local e global

Min. Máx. Média

Valor

Característico CoV

(MPa) 1027,65 18211,60 10733,85 4127,21 0,36

(MPa) 1293,13 13587,95 9408,29 5127,31 0,26

Anexo 3.2 - Resistência à Flexão

Nesta secção estão expostos, na Tabela A - 7, os valores obtidos para a força máxima, para o

deslocamento ocorrido aquando a força máxima e a respetiva resistência à flexão

determinados para todas as tábuas que sofreram flexão até se verificar a rotura destas. Mostra-

se também na Tabela A - 8 os valores globais associados a estes três parâmetros, condensando

desta foram a informação presente na Tabela A - 7.

Tabela A - 7: Resultados da flexão até rotura

Tábua (kN) Deslocamento (mm) (N/mm2)

B1 2,90 4,01 13,99

B2 6,93 6,44 33,42

B5 13,05 15,83 62,91

D1 13,91 11,71 67,06

D3 10,93 12,67 52,71

D5 2,33 5,60 11,25

E1 8,11 7,28 39,11

E2 2,40 4,84 11,55

E3 12,05 10,63 58,09

E4 3,36 5,52 16,21


122

G1 6,49 6,82 31,27

G2 5,76 6,30 27,75

G4 13,18 15,88 63,55

H1 14,22 12,18 68,58

H2 3,87 6,51 18,64

H3 9,39 17,25 45,29

H4 14,79 12,71 71,31

I1 13,03 15,26 62,84

I2 12,91 15,87 62,24

I3 12,01 14,88 57,91

I4 14,32 17,35 69,02

J1 12,01 11,56 57,92

J2 11,69 10,64 56,36

J3 8,28 10,85 39,93

J4 11,88 10,88 57,26

M1 8,41 11,58 40,52

M3 5,88 9,30 28,36

M4 6,70 13,57 32,28

N1 10,16 10,30 48,97

N2 9,32 9,80 44,94

N3 8,28 9,23 39,93

N4 6,12 6,27 29,52

O1 13,62 17,56 65,64

O2 16,95 18,97 81,71

O3 9,12 11,47 43,97

O4 9,02 16,37 43,47

P1 6,40 9,17 30,87

P3 4,37 7,79 21,08

P4 9,64 10,58 46,46

R1 11,75 11,74 56,65

R3 7,02 8,05 33,83

R4 3,23 4,57 15,58

S1 11,49 13,47 55,40

S2 12,02 16,41 57,96

S4 3,12 7,79 15,04

U1 3,10 4,50 14,96

U2 13,28 19,51 64,03

U3 6,83 8,78 32,94

U4 2,61 7,06 12,57

V1 14,11 15,49 68,03

V2 6,26 7,68 30,17

V4 6,51 7,60 31,40


123

Tabela A - 8: Resultados globais da flexão até rotura

Min. Máx. Média

Valor

Característico CoV

(kN) 2,33 16,95 8,94 2,77 0,44

Deslocamento (mm) 4,01 19,51 10,85 4,72 0,39

(N/mm2) 11,25 81,71 43,12 13,35 0,44

Anexo 3.3 – Segmentos dos ensaios mecânicos

Nesta secção estão representados os segmentos escolhidos para os ensaios de flexão que não

foram apresentados no texto. Através das figuras apresentadas pode verificar-se os critérios

utilizados para esta escolha, a presença ou falta de nós e o tipo desses.


124


125


126


127


128


129


130


131

Anexo 4 - Resultados dos testes UPV


132

Anexo 4.1 - Gel vs. Plasticina

Para a determinação do tipo de acoplante a utilizar nos testes com recurso ao UPV

analisaram-se 13 tábuas de Castanho e posteriormente correlacionaram-se os resultados

obtidos. Estes resultados são enumerados na Tabela A - 9.

Tabela A - 9: Resultados das medições com os dois tipos de acoplantes

Tábua Face Acoplante Gel - Acoplante Plasticina -

Segmentos de 40 cm Emissor Fixo Segmentos de 40 cm Emissor Fixo

A

1 5454,90 4662,78 5283,55 4968,17

2 5460,80 5133,53 5327,13 4863,04

3 5481,19 5098,73 5295,71 4806,22

4 5240,74 4298,51 5103,98 4262,05

C

1 4842,69 4458,23 4818,02 4207,69

2 4933,15 4449,37 4851,93 4449,09

3 5251,76 4855,75 5141,35 4406,81

4 5236,57 4845,64 5147,47 4496,53

F

1 5062,68 3991,67 4945,60 4382,06

2 5084,05 4454,77 5022,76 4752,86

3 5257,06 4533,70 5175,66 4685,03

4 5020,11 4049,24 5048,17 4621,12

H

1 5133,01 4681,16 5166,33 4495,76

2 5169,47 4669,24 5107,26 4610,64

3 5229,92 4562,39 5178,56 4646,67

4 4977,09 4380,80 4941,42 4557,95

J

1 5610,90 5132,36 5543,53 5014,44

2 5469,41 4913,77 5413,46 5038,37

3 5720,76 5151,16 5598,39 5133,75

4 5437,51 4603,50 5412,81 5077,69

K

1 5569,52 5082,82 5422,48 4785,60

2 5457,76 4916,30 5393,97 4918,37

3 5652,80 4940,07 5492,68 4967,99

4 5600,82 4466,04 5511,48 5056,15

L

1 4472,78 3964,97 4732,45 4054,89

2 5054,81 4579,44 5102,20 4834,80

3 4880,24 4188,48 4972,59 4345,16

4 4491,61 4331,18 4472,90 4160,17

M

1 4469,07 4818,96 4473,93 4964,76

2 4292,52 4493,74 4295,49 4705,71

3 4379,83 4483,74 4570,09 4794,50

4 4438,43 4554,59 4360,86 4636,23

N 1 4736,66 4134,24 4708,25 4379,20

2 5246,27 4039,55 5055,87 3941,80

Resultados dos testes UPV

133

3 5324,50 4047,79 5166,66 4394,18

4 5079,08 4104,90 4962,79 4383,02

O

1 5451,39 5003,09 5369,43 5165,05

2 5590,47 4809,48 5537,93 4893,09

3 5539,90 4673,43 5382,93 5095,03

4 5460,74 4569,42 5318,73 4982,03

Q

1 4498,83 4628,50 4859,93 4652,63

2 4824,59 4129,10 4995,83 3956,23

3 4773,24 4264,49 4674,64 4639,89

4 5204,82 4556,49 5124,59 4902,34

R

1 4971,63 4512,18 4899,46 4688,52

2 4858,56 4265,43 4811,38 4624,56

3 4921,16 4385,83 4896,96 4443,94

4 4973,84 4838,57 4927,54 4569,80

U

1 4736,46 3447,47 4766,73 3746,87

2 4773,08 3816,42 4723,70 3956,29

3 4993,07 3240,60 4914,09 3612,04

4 4915,39 3243,25 4861,90 3616,94

Na Tabela A - 10 encontram-se, organizados e sintetizados, os valores das medições efetuadas

com o gel e a plasticina, apresentando-se o coeficiente de variação (CoV) destes assim como a

diferença média encontrada, tanto para as medições nos segmentos de 40 cm como para as de

emissor fixo, entre a utilização destes dois materiais distintos.

Tabela A - 10: Resultados globais das medições com gel e plasticina

Min Máx Média CoV

Diferença

média

Segmentos de 40 cm Gel 4292,52 5720,76 5090,53 0,07

2% Plasticina 4295,49 5598,39 5043,91 0,06

Emissor Fixo Gel 3240,60 5151,16 4470,32 0,10

5% Plasticina 3612,04 5165,05 4583,53 0,09


134

Anexo 4.2 - Segmentos de 40 cm

Nesta secção estão presentes os resultados obtidos através da realização dos testes UPV nos

vários segmentos de 40 cm ao longo das faces longitudinais das tábuas. Na Tabela A - 11

apresentam-se globalmente estes resultados, especificando-se também a diferença média

obtida entre os dois tipos de sondas utilizados.

Nas tabelas Tabela A - 12 a Tabela A - 15 os resultados das quatro medições realizadas estão

dispostos de acordo com a face da tábua onde foi realizado o teste.

Tabela A - 11: Resultados globais das medições UPV nos segmentos de 40 cm


Diferença

média

Sondas de 24 kHz 3787,54 5384,01 4593,58 0,08 6%

Sondas de 55 kHz 4133,06 5503,62 4884,13 0,07


135

Tabela A - 12: Resultados das medições UPV na Face 1 nos segmentos de 40 cm, em m/s

Face 1

Tábua Medição 1 - Medição 2 - Medição 3 - Medição 4 -

Sonda de 24 kHz Sonda de 55 kHz Sonda de 24 kHz Sonda de 55 kHz Sonda de 24 kHz Sonda de 55 kHz Sonda de 24 kHz Sonda de 55 kHz

A 4574,35 5283,55 4453,81 5031,48 4502,53 4910,41 4484,03 4991,73

B 4716,63 4974,64 4578,84 4638,63 4518,26 4704,73 4828,88 4764,72

C 4342,10 4818,02 4141,42 4640,24 4374,94 4596,33 4384,00 4701,15

D 4460,08 4791,20 4483,97 4552,18 4781,89 4853,46 4578,75 4770,31

E 4228,79 4585,72 4098,32 4265,64 4527,53 4713,95 4314,72 4521,56

F 4303,61 4945,60 4124,76 4351,06 4237,17 4369,86 4283,68 4344,42

G 4605,39 5184,87 4457,28 4799,01 4317,13 4833,70 4346,72 4497,61

H 4657,71 5166,33 4881,09 5116,66 4636,52 4954,74 4883,15 5025,80

I 4859,46 5110,31 4850,83 4949,08 4840,63 4986,06 4942,48 5012,30

J 5165,87 5543,53 5135,78 5467,86 5415,81 5479,14 5421,83 5447,84

K 4553,89 5422,48 4709,85 5188,98 4562,28 5215,01 4455,98 5306,56

L 4037,04 4732,45 4329,67 4693,14 4395,16 4579,30 4101,27 4651,22

M 4253,19 4473,93 4069,92 4372,81 3971,19 4271,18 4077,19 4140,00

N 4319,76 4708,25 4417,77 4618,40 4465,79 4728,59 4462,71 4764,68

O 4913,11 5369,43 4852,54 5343,35 4783,71 5367,66 4889,17 5333,80

P 4007,23 4349,21 3767,65 4402,95 3995,89 4109,01 3903,25 4254,62

Q 4143,06 4859,93 4057,47 4270,80 3961,41 4060,67 4078,51 4112,35

R 4174,60 4899,46 4167,66 4410,18 4042,50 4350,98 3933,44 4377,00

S 4559,21 5028,64 4385,61 4877,15 4206,89 4896,60 4874,46 5055,51

T 4127,16 4923,72 4342,37 4855,89 4528,02 4847,56 4251,64 4868,99

U 4085,26 4766,73 4374,93 4866,58 4221,68 4775,22 4314,32 4953,55

V 4486,37 4929,01 4321,60 4822,34 4245,64 4883,53 4188,66 4923,86


136


Face 2



A 5276,37 5327,13 5267,53 5325,34 5232,51 5316,01 5079,84 5317,05

B 5338,60 4947,04 4656,51 4723,99 4877,29 4862,35 4574,62 4795,49

C 4670,27 4851,93 4585,86 4547,51 4643,80 4727,32 4520,96 4551,37

D 4802,42 4791,20 4575,25 4635,51 4681,20 4876,10 4733,74 4767,96

E 4479,70 4849,46 4470,97 4299,04 4487,50 4599,92 4481,40 4598,11

F 4797,69 5022,76 4778,99 4851,85 4586,04 4767,10 4780,05 4705,52

G 4366,62 4974,84 4173,74 4584,32 4469,18 4762,46 4294,77 5187,08

H 4778,48 5107,26 4761,28 5004,12 4898,32 4906,33 4754,73 5010,99

I 5144,93 5219,98 5144,25 5205,46 4978,80 5184,32 5128,44 5224,73

J 5196,80 5413,46 5052,05 5227,91 5021,94 5293,73 4670,83 5083,47

K 5168,96 5393,97 5147,68 5260,64 5240,21 5276,99 5277,99 5300,40

L 4542,77 5102,20 4743,02 4992,61 4749,56 5039,08 4609,36 4892,60

M 4139,47 4295,49 4066,03 4355,08 3943,56 4304,45 3947,04 4083,99

N 4739,82 5055,87 4748,33 4963,95 4865,74 4949,82 4868,78 4916,39

O 5277,64 5537,93 5265,71 5456,55 5403,10 5527,21 5339,72 5494,93

P 4484,50 4914,69 4676,02 4748,77 4591,17 4700,45 4599,03 4774,00

Q 4546,56 4995,83 4396,82 5017,48 4354,45 4472,47 4376,30 4310,03

R 4275,20 4811,38 4270,51 4300,02 4494,19 4454,52 4547,49 4220,69

S 4432,43 4837,33 4558,20 4858,04 4536,97 4861,10 4589,71 5048,68

T 4221,28 4532,63 4004,69 4250,86 4068,97 4045,80 4445,45 4607,89

U 4527,77 4723,70 4749,98 4772,48 4550,80 4802,69 4684,20 4780,26

V 4440,87 4692,94 4411,38 4799,92 4351,91 4809,83 4401,21 4691,59


137


Face 3



A 5078,57 5295,71 4990,14 5288,74 5117,39 5404,42 5101,91 5273,46

B 4376,56 5009,03 4417,20 4840,56 4456,32 4797,46 4362,94 4945,42

C 4477,73 5141,35 4618,12 4906,81 4761,96 4953,25 4694,33 4872,43

D 4684,47 4930,73 4449,96 4571,34 4762,16 4899,07 4520,93 4806,67

E 4386,74 4644,78 4313,63 4591,20 4323,59 4501,37 4410,97 4510,07

F 4129,20 5175,66 4029,60 4735,01 4174,67 4625,72 3953,33 4380,65

G 4661,15 5102,00 4502,35 5062,17 4320,22 5074,06 4612,92 5072,96

H 5022,78 5178,56 4865,99 5007,80 5025,31 5061,88 4888,00 5039,33

I 5247,61 5231,99 5267,34 5323,08 5145,56 5299,91 5114,92 5274,12

J 5292,51 5598,39 5431,88 5374,10 5235,50 5405,27 5320,29 5412,58

K 5283,87 5492,68 5022,34 5482,56 5156,96 5483,85 4625,77 5454,35

L 4345,93 4972,59 4394,72 4805,15 4382,09 4654,74 4172,35 4707,25

M 3973,28 4570,09 3976,06 4037,58 4003,24 4385,19 3859,73 4285,83

N 4261,06 5166,66 4230,64 4622,30 4357,18 4845,76 4348,43 4996,74

O 4863,91 5382,93 4970,32 5338,54 5110,11 5378,91 5024,24 5392,21

P 3752,74 4610,19 3755,82 4345,37 3915,93 4420,00 3819,51 4416,09

Q 4084,75 4674,64 4101,44 4284,44 3992,52 4208,97 3975,24 4124,33

R 4383,09 4896,96 4111,65 4324,51 4143,63 4330,86 4343,55 4601,30

S 4438,60 5087,30 4140,72 4822,30 4214,56 4646,79 4518,90 4968,10

T 4137,75 4839,83 4103,56 4906,88 4091,86 4724,84 4151,09 4867,60

U 4085,10 4914,09 4490,81 4909,43 4558,86 4873,24 4434,05 4949,32

V 4372,89 5023,25 4569,11 5099,51 4440,72 5036,76 4112,03 5018,57


138


Face 4



A 4942,72 5103,98 4916,15 5036,11 5010,04 5053,52 5051,98 5088,67

B 4855,96 5252,19 4645,03 4857,42 4540,23 4790,59 5032,23 5149,58

C 4840,08 5147,47 4851,32 4977,47 4759,45 4991,95 4740,58 4793,99

D 4431,82 4569,31 4564,24 4571,34 4851,32 4945,66 4780,45 4742,47

E 4514,24 4724,91 4578,83 4752,15 4594,44 4618,99 4729,82 4807,06

F 4683,26 5048,17 4603,64 4731,54 4715,55 4468,30 4167,70 4656,39

G 5120,84 5251,14 4860,31 5218,13 4979,08 5257,18 5164,87 5282,53

H 4799,97 4941,42 4831,05 4882,95 4765,62 4931,77 4770,43 4831,24

I 5227,27 5183,90 5258,58 5276,24 5246,48 5250,33 5236,72 5253,82

J 4869,22 5412,81 5026,39 5444,38 5177,46 5470,55 4920,59 5114,65

K 5327,23 5511,48 5393,78 5523,22 5498,65 5555,40 5324,21 5367,91

L 4091,40 4472,90 4180,29 4366,45 4106,02 4288,45 4157,87 4391,58

M 3696,38 4360,86 3882,77 4163,23 3875,93 3925,29 3694,41 4039,86

N 4717,40 4962,79 4612,52 4957,72 4650,73 4999,78 4809,71 4988,91

O 5075,37 5318,73 4941,36 5201,07 5094,84 5369,00 5064,24 5234,90

P 4560,84 4958,73 4665,51 4834,74 4296,31 4704,99 4573,90 4934,97

Q 4749,44 5204,82 4860,28 4946,27 4766,45 4819,30 4690,83 4885,28

R 4590,19 4927,54 4428,77 4596,67 4603,64 4556,37 4744,00 4544,37

S 5016,48 5149,99 4665,85 4900,20 4599,60 4722,67 4849,63 5069,19

T 4738,98 4998,83 4713,22 4963,87 4750,01 4971,84 4800,46 4999,96

U 4678,56 4861,90 4967,12 5038,75 4931,18 5054,35 5053,92 5092,03

V 4959,60 5138,57 5085,32 5266,57 4764,62 5211,44 5042,80 5179,79


139

Anexo 4.3 - Emissor Fixo

Para os testes realizados com o emissor de ondas fixo na extremidade da tábua são

apresentadas duas tabelas. Na Tabela A - 16 mostram-se os resultados obtidos de uma forma

global, balizando-se estes de acordo com a sonda utilizada na sua obtenção e apresenta-se

também a diferença média associada à diferença de valores entre elas. Já na Tabela A - 17

pode encontrar-se os resultados adquiridos com este tipo de teste para a velocidade em função

da face onde o ensaio foi realizado.

Tabela A - 16: Resultados globais das medições UPV com emissor fixo


Diferença

média

Sondas de 24 kHz 2098,26 4790,21 3801,56 0,15 16%

Sondas de 55 kHz 3594,62 5165,05 4524,32 0,08


140

Tabela A - 17: Resultados das medições UPV com emissor fixo, em m/s

Tábuas Face 1 - Face 2 - Face 3 - Face 4 -


A 4241,40 4968,17 4790,21 4863,04 4268,57 4806,22 4026,10 4262,05

B 2234,40 3594,62 3248,64 4080,83 2811,87 4041,94 3186,97 4114,51

C 3514,46 4207,69 3956,83 4449,09 3190,71 4406,81 4284,06 4496,53

D 3992,47 4621,60 4044,83 4285,23 3805,35 4674,60 4080,02 4615,76

E 3274,96 4424,52 3541,78 4687,37 3147,81 4383,12 3365,38 4735,15

F 2760,14 4382,06 3405,82 4752,86 3842,76 4685,03 2859,99 4621,12

G 3744,23 4371,74 3005,42 4172,14 3721,63 4668,59 4157,19 4833,92

H 3794,41 4495,76 4056,54 4610,64 3641,26 4646,67 4291,19 4557,95

I 4243,67 4669,67 4610,95 5028,06 3947,11 4648,08 4550,45 4699,62

J 4013,37 5014,44 3816,57 5038,37 4565,48 5133,75 4279,11 5077,69

K 4267,33 4785,60 4725,91 4918,37 4462,46 4967,99 4664,63 5056,15

L 3025,62 4054,89 3622,30 4834,80 3660,73 4345,16 3520,56 4160,17

M 4519,83 4964,76 4509,20 4705,71 4363,80 4794,50 4132,00 4636,23

N 3986,70 4379,20 4157,34 3941,80 3644,60 4394,18 4094,94 4383,02

O 4423,69 5165,05 4139,70 4893,09 3336,35 5095,03 4194,36 4982,03

P 2098,26 3966,55 2594,48 3658,19 2627,15 4094,55 3078,40 3729,29

Q 3479,27 4652,63 3464,45 3956,23 3640,20 4639,89 3772,90 4902,34

R 3988,86 4688,52 3932,78 4624,56 4087,60 4443,94 4258,35 4569,80

S 3877,01 4820,03 4142,47 4549,76 3914,32 4503,20 4140,39 4816,79

T 3388,89 4563,41 3565,79 4101,28 3937,54 4177,99 4387,01 4735,35

U 3300,93 3746,87 3849,01 3956,29 3107,49 3612,04 3518,11 3616,94

V 4177,71 4760,11 4097,88 4783,13 3940,50 4391,34 4403,78 4794,69


141

Anexo 4.4 - Segmentos dos Ensaios à Flexão

As avaliações das velocidades obtidas com recurso aos testes UPV nos segmentos

equivalentes dos ensaios à flexão dividiram-se em duas fases distintas. Na primeira estes

testes foram realizados utilizando método indireto de propagação de ondas e as tábuas

possuíam as dimensões iniciais enquanto na segunda uma amostragem das tábuas já tinha sido

cortada em secções menores e se utilizou o método direto, paralelo às fibras, de propagação.

Considerando estes aspetos é apresentado na Tabela A - 18 e na Tabela A - 19 de forma

global são apresentados os resultados obtidos com o método indireto nos segmentos dos

ensaios de flexão simples, enquanto na Tabela A - 20 e na Tabela A - 21 de forma global se

mostra os resultados referentes ao método indireto e respetivos resultados do método indireto

realizados nos segmentos equivalentes às tábuas que sofreram rotura.

Tabela A - 18: Resultados das medições UPV nos segmentos dos ensaios à flexão simples,

e em m/s

Tábua Segmento Posição do

segmento (cm)


A

1 36,12 5024,15 4189,67 5333,66 4494,23

2 124,70 5361,54 4675,85 5664,05 5179,47

3 205,70 4306,72 4172,72 5242,25 4667,45

4 276,00 5028,82 4600,24 5193,77 5012,07

B

1 37,00 3228,35 2583,80 3604,50 3754,14

2 88,40 3217,50 3731,15 4114,86 4240,03

3 153,20 5015,35 4544,38 5381,57 4952,78

4 210,90 4628,39 4251,19 5442,74 4692,62

5 274,70 4953,64 4577,83 5149,07 4690,34

C

1 68,47 4454,72 3989,44 4895,48 4494,23

2 162,47 4979,38 4143,06 5333,08 5179,47

3 176,10 3187,50 3422,53 4277,72 4667,45

4 212,30 5175,87 3841,33 5181,57 5012,07

D

1 33,69 5106,43 4380,47 5254,55 4705,89

2 87,45 5171,07 4247,07 5178,02 4588,55

3 157,69 4913,51 4306,52 5187,84 4659,19

4 257,59 4072,26 2608,63 4900,49 3543,33

5 275,56 3138,84 2172,76 3648,48 2957,18

E

1 39,45 4923,66 4265,78 4943,44 4529,22

2 123,11 2584,43 2879,32 2887,44 1819,91

3 195,66 4943,30 4362,03 5126,68 4439,30

4 272,73 3312,64 4134,86 3468,93 4218,29


142

F

1 32,13 4437,27 4278,95 5234,73 4824,81

2 68,69 4034,44 3431,90 4818,24 4151,98

3 125,39 3560,86 3544,66 4626,35 3832,29

4 202,54 3839,79 4477,32 4877,82 4735,64

G

1 46,33 4250,76 4133,21 4934,60 4561,35

2 117,47 3643,45 4334,82 4237,56 4444,96

3 175,25 3973,76 3997,23 4721,98 4417,67

4 271,95 5232,29 4731,48 5604,82 4801,02

H

1 36,29 5030,53 4505,35 5375,81 5206,84

2 118,59 3864,29 3141,68 4262,02 4113,91

3 207,55 4998,87 4516,79 5071,22 4816,10

4 272,16 5307,16 4601,23 5334,82 5229,97

I

1 66,64 5052,99 4490,72 5280,76 4849,15

2 134,43 5386,67 4882,94 5444,76 4583,92

3 211,11 4562,57 4175,96 5245,06 4438,67

4 278,22 5014,37 4394,39 5362,01 4583,09

J

1 34,29 4754,69 4945,62 5352,44 5395,13

2 98,08 5366,41 5035,34 5623,95 5386,00

3 183,61 4861,42 4611,85 4948,56 4799,08

4 277,95 5553,50 4758,73 5663,81 5081,48

K

1 68,03 4858,52 4512,28 5159,77 4753,67

2 155,57 4792,03 4610,60 5510,97 5020,17

3 275,56 5464,82 4660,20 5667,34 5421,40

L

1 38,05 4828,97 4385,57 5084,75 4546,75

2 96,44 3586,95 4149,38 5013,17 4192,11

3 154,48 4593,45 4011,87 4472,53 4093,69

4 260,35 5004,47 4198,10 4994,85 4729,20

M

1 33,06 4793,07 4014,51 4916,62 4445,46

2 122,79 4373,75 2201,93 5070,47 2479,82

3 180,81 4744,50 3952,00 4785,17 4014,78

4 266,67 4738,42 4213,67 4633,42 4254,77

N

1 34,35 5000,92 4190,41 5112,29 4647,26

2 103,85 4265,51 3802,29 5000,05 4340,11

3 206,68 4107,86 3730,78 4875,12 4449,69

4 273,21 4051,41 3716,95 4735,50 3810,22

O

1 34,73 5356,38 4888,27 5419,84 4950,88

2 106,81 5590,08 5076,80 5509,87 5123,31

3 193,11 5400,86 4601,15 5469,81 4947,67

4 271,65 5173,43 4676,63 5155,90 5038,89

P

1 38,81 4380,78 3018,86 4598,64 3793,76

2 140,18 4291,94 4060,80 5189,92 4123,92

3 183,87 3474,10 3108,56 4659,78 3948,72

4 275,14 5017,08 3979,15 5237,02 4179,30

Q 1 33,81 4693,09 4069,87 4846,25 4253,75

2 101,91 4390,09 3793,54 4607,50 4016,94


143

3 176,22 3447,32 3800,48 4691,26 4092,51

4 250,85 4458,45 3801,59 4613,34 4078,26

R

1 49,37 5029,37 4230,68 5183,33 4383,95

2 104,92 4880,81 4324,49 5031,36 4444,74

3 169,46 4961,27 4154,75 5205,58 4401,07

4 273,77 3346,86 3483,58 3855,81 3537,62

S

1 54,80 4823,77 3994,13 5054,87 4660,51

2 163,92 5084,75 4497,54 5223,09 4905,03

3 209,69 4963,81 4431,79 5170,00 4832,65

4 288,57 2611,44 2497,55 2655,97 2768,85

T

1 48,05 4206,56 3921,88 4516,21 4304,21

2 95,47 4771,45 3975,04 5117,42 4111,99

3 165,57 5035,25 3979,64 5182,85 4211,53

4 273,01 4931,38 3790,93 5117,74 4246,07

U

1 34,83 4399,62 3921,44 5272,10 4011,24

2 112,17 5321,61 4605,60 5467,08 4680,50

3 209,96 3531,35 4193,04 4707,05 4297,95

4 277,40 3568,42 3357,12 3663,85 3874,02

V

1 33,53 5240,20 4482,58 5408,59 4758,13

2 140,53 3626,05 4332,97 3979,71 4509,69

3 219,10 4622,72 4126,42 4791,38 4234,98

4 278,62 4371,44 4132,09 4477,81 4188,99

Tabela A - 19: Resultados globais das medições UPV nos segmentos dos ensaios à flexão

simples

Min Máx Média CoV

Diferença

média

Segmento

Local

Sondas de 24 kHz 2584,43 5590,08 4535,51 0,16 8%

Sondas de 55 kHz 2655,97 5667,34 4916,23 0,12

Segmento

Global

Sondas de 24 kHz 2172,76 5076,80 4075,62 0,15 9%

Sondas de 55 kHz 1819,91 5421,40 4425,40 0,14

Tabela A - 20: Resultados das medições UPV nos segmentos dos ensaios à flexão até rotura,

e em m/s

Tábua

Método Indireto Método Direto

UPV 24kHz UPV 55kHz UPV 24kHz UPV 55kHz

B1 3228,35 2583,80 3604,50 3754,14 4957,40 5021,58

B3 3217,50 3731,15 4114,86 4240,03 5364,63 5364,63

B5 4953,64 4577,83 5149,07 4690,34 4963,16 5035,41

D1 5106,43 4380,47 5254,55 4705,89 5081,38 5091,49


144

D3 4913,51 4306,52 5187,84 4659,19 5015,67 5055,29

D5 3138,84 2172,76 3648,48 2957,18 4617,63 4713,75

E1 4923,66 4265,78 4943,44 4529,22 5276,17 5282,71

E2 2584,43 2879,32 2887,44 1819,91 4125,04 4099,94

E3 4943,30 4362,03 5126,68 4439,30 5171,72 5196,91

E4 3312,64 4134,86 3468,93 4218,29 4986,37 5017,64

G1 4250,76 4133,21 4934,60 4561,35 5073,33 5203,25

G2 3643,45 4334,82 4237,56 4444,96 5260,99 5265,32

G4 5232,29 4731,48 5604,82 4801,02 5265,32 5324,46

H1 5030,53 4505,35 5375,81 5206,84 5302,40 5313,41

H2 3864,29 3141,68 4262,02 4113,91 4902,34 4919,29

H3 4998,87 4516,79 5071,22 4816,10 5256,67 5245,90

H4 5307,16 4601,23 5334,82 5229,97 5389,47 5428,33

I1 5052,99 4490,72 5280,76 4849,15 5278,35 5326,67

I2 5386,67 4882,94 5444,76 4583,92 5371,38 5423,73

I3 4562,57 4175,96 5245,06 4438,67 5218,10 5355,65

I4 5014,37 4394,39 5362,01 4583,09 5304,60 5348,93

J1 4754,69 4945,62 5352,44 5395,13 5556,52 5544,47

J2 5366,41 5035,34 5623,95 5386,00 5562,34 5509,50

J3 4861,42 4611,85 4948,56 4799,08 5390,86 5411,66

J4 5553,50 4758,73 5663,81 5081,48 5449,87 5454,55

M1 4793,07 4014,51 4916,62 4445,46 4938,27 4988,31

M3 4744,50 3952,00 4785,17 4014,78 4560,03 4569,80

M4 4738,42 4213,67 4633,42 4254,77 4574,70 4563,28

N1 5000,92 4190,41 5112,29 4647,26 4955,48 5027,49

N2 4265,51 3802,29 5000,05 4340,11 5105,70 5209,61

N3 4107,86 3730,78 4875,12 4449,69 5175,90 5340,01

N4 4051,41 3716,95 4735,50 3810,22 4965,09 5107,74

O1 5356,38 4888,27 5419,84 4950,88 5282,71 5302,40

O2 5590,08 5076,80 5509,87 5123,31 5470,09 5474,76

O3 5400,86 4601,15 5469,81 4947,67 5555,56 5555,56

O4 5173,43 4676,63 5155,90 5038,89 5458,42 5533,94

P1 4380,78 3018,86 4598,64 3793,76 4573,06 4666,42

P3 3474,10 3108,56 4659,78 3948,72 4792,21 4822,91

P4 5017,08 3979,15 5237,02 4179,30 4980,54 5029,47

R1 5029,37 4230,68 5183,33 4383,95 5298,01 5331,11

R3 4961,27 4154,75 5205,58 4401,07 5146,76 5079,37

R4 3346,86 3483,58 3855,81 3537,62 4758,36 4744,26

S1 4823,77 3994,13 5054,87 4660,51 5075,34 5113,86

S2 5084,75 4497,54 5223,09 4905,03 5313,41 5346,70

S4 2611,44 2497,55 2655,97 2768,85 4309,47 4362,76

U1 4399,62 3921,44 5272,10 4011,24 4804,80 4894,84

U2 5321,61 4605,60 5467,08 4680,50 5346,70 5340,01

U3 3531,35 4193,04 4707,05 4297,95 5126,15 5095,54

U4 3568,42 3357,12 3663,85 3874,02 4772,56 4702,42

V1 5240,20 4482,58 5408,59 4758,13 5163,37 5224,49


145

V2 3626,05 4332,97 3979,71 4509,69 5107,74 5245,90

V4 4371,44 4132,09 4477,81 4188,99 4534,18 4646,10

Tabela A - 21: Resultados globais das medições UPV nos segmentos dos ensaios à flexão até

rotura


Diferença

média

Medição Indireta

Segmento

Local

Sondas de 24 kHz 2584,43 5590,08 4523,32 0,18 7%

Sondas de 55 kHz 2655,97 5663,81 4834,46 0,15

Segmento

Global

Sondas de 24 kHz 2172,76 5076,80 4105,92 0,16 9%

Sondas de 55 kHz 1819,91 5395,13 4408,20 0,15

Medição Direta

Sondas de 24 kHz 4125,04 5562,34 5082,43 0,06 1%

Sondas de 55 kHz 4099,94 5555,56 5120,65 0,06


146

Anexo 4.5 - Afastamento consecutivo entre emissor e recetor

Para os testes realizados com um afastamento consecutivo entre emissor e recetor,

considerando um defeito central, são mostrados os resultados obtidos, na Tabela A - 22 e na

Tabela A - 24, de acordo com a face onde se efetuou o ensaio, tendo em conta o nó que se

considerou para o centro do afastamento. Estes resultados são ainda apresentados de forma

abreviada na Tabela A - 23 e na Tabela A - 25, respetivamente.

Tabela A - 22: Resultados das medições UPV para a Face 1 com um afastamento consecutivo

entre emissor e recetor, em m/s

Tábuas Nó central Face 1 -

Sonda de 24 kHz Sonda de 55 kHz

A 5 5059,95 4354,64

B 3 3448,85 4463,64

C 1 4028,71 4290,51

2 4364,57 4589,69

D 1 4300,58 4655,00

5 3386,14 3901,62

E

5 2562,20 2699,37

1,2 5133,30 5220,57

11 3278,93 3664,64

F 3 3888,92 4184,36

G 2 4278,59 4634,13

3 4768,09 5035,74

H 2 4017,30 4322,69

I 2 4469,34 4897,34

K 1 5025,53 5064,57

5 4970,42 5261,10

L 3 3803,86 4314,41

M 5 2442,20 2201,64

N 4 4630,31 4701,88

10 4668,96 4627,35

O

5 5430,74 5488,55

7 5238,29 5462,00

8 5160,74 5286,57

P

2 3707,55 3922,62

7 4029,35 4121,93

13 4807,15 4874,22

Q 1 4576,94 4693,49

6 4542,11 4632,84

R 3 4227,65 4347,59

S 1 4687,94 4980,56


147

2 4876,57 5162,55

4 3129,19 3476,07

T

1 3484,05 4266,65

2 4575,68 4809,05

6 4301,93 5072,78

U 4 4562,95 4847,81

6 3312,92 3619,04

Tabela A - 23: Resultados globais das medições UPV com um afastamento consecutivo entre

emissor e recetor


Diferença

média

Sondas de 24 kHz 2442,20 5430,74 4248,07 0,17 7%

Sondas de 55 kHz 2201,64 5488,55 4490,52 0,16

Tabela A - 24: Resultados das medições UPV para a Face 3 com um afastamento consecutivo

entre emissor e recetor, em m/s

Tábuas Nó central Face 3 -

Sonda de 24 kHz Sonda de 55 kHz

A 2 5315,14 5527,34

B 2 4295,18 4411,36

4 5079,52 5217,52

C 1 3689,23 3879,97

D 1 4583,83 5052,85

7 3564,08 4060,78

E 4 2764,83 2502,06

5 4331,12 4623,82

F 1 3810,31 4195,43

G 1 4462,41 4565,56

H 1 3761,69 3987,47

2 3932,11 4258,06

I 1 5054,46 5371,54

J 1 4655,14 4663,08

L 2 3905,74 4194,73

M 4 1732,92 1686,83

N 3 4445,97 4559,31

7 4422,26 4502,35

O 2 4561,84 4845,55

4 4820,26 4983,62

P 3 3628,18 4023,72

5 4156,19 4743,48


148

9 4184,29 4337,17

Q 2 4718,19 4556,63

9 4321,18 4279,62

R 1 4378,80 4619,61

S

2 4050,45 4639,84

6 4901,17 5220,31

8 2764,82 3017,51

T

2 3801,46 4333,25

5 3955,40 4912,20

6 3521,65 4033,53

7 4313,65 4783,95

U 1 4509,42 4604,08

V 2 3890,49 4944,89

4 4034,71 4688,24

Tabela A - 25: Resultados globais das medições UPV com um afastamento consecutivo entre

emissor e recetor


Diferença

média

Sondas de 24 kHz 1732,92 5315,14 4119,95 0,17 7%

Sondas de 55 kHz 1686,83 5527,34 4411,87 0,17

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