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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.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Figura 57: Correlação entre a resistência à flexão e o módulo de elasticidade obtido pelo
método indireto dos UPV com as sondas de 24 kHz – a) Medições locais; b) Medições globais
.................................................................................................................................................. 84
Figura 58: Correlação entre a resistência à flexão e o módulo de elasticidade obtido pelo
método indireto dos UPV com as sondas de 55 kHz – a) Medições locais; b) Medições globais
.................................................................................................................................................. 85
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Tabela 4: Valores das propriedades mecânicas de elementos de Castanho de acordo com a
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
Tabela 21: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 55 kHz nos
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
Tabela 23: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 24 kHz nos
testes com emissor fixo: em m/s e em N/mm2 ............................................................ 63
Tabela 24: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 55 kHz nos
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
Tabela 26: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 24 kHz nos
segmentos dos ensaios de flexão em 4 pontos: e em m/s e e em N/mm2
.................................................................................................................................................. 64
Tabela 27: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 55 kHz nos
segmentos dos ensaios de flexão em 4 pontos: e em m/s e e em N/mm2
.................................................................................................................................................. 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
Tabela 29: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 24 kHz nos
segmentos globais dos ensaios de flexão até rotura: em m/s e em N/mm2 ........... 66
Tabela 30: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 55 kHz nos
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
xvi
Tabela 32: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 24 kHz nos
testes com afastamento consecutivo entre sondas: em cm2, em m/s e em N/mm
2
.................................................................................................................................................. 68
Tabela 33: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 55 kHz nos
testes com afastamento consecutivo entre sondas: em cm2, em m/s e em N/mm
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
Tabela 36: Resultados das medições UPV diretas realizadas com as sondas de 55 kHz: em
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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).
Avaliação não destrutiva da madeira
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.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Avaliação não destrutiva da madeira
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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.
Avaliação não destrutiva da madeira
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).
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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.
Avaliação não destrutiva da madeira
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.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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.
Avaliação não destrutiva da madeira
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.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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.
Avaliação não destrutiva da madeira
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Campanha Experimental
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,
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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.
Campanha Experimental
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.
Tabela 3: Valores das propriedades mecânicas de elementos de Castanho de acordo com a
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.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
24
Tabela 4: Valores das propriedades mecânicas de elementos de Castanho de acordo com a
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.
Campanha Experimental
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.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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.
Campanha Experimental
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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.
Campanha Experimental
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Campanha Experimental
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.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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.
Campanha Experimental
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.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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.
Campanha Experimental
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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:
Campanha Experimental
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.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Campanha Experimental
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”.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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.
Campanha Experimental
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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)
Campanha Experimental
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.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Apresentação e análise de resultados
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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.
Apresentação e análise de resultados
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)
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Apresentação e análise de resultados
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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)
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
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)
Apresentação e análise de resultados
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.
Figura 35: Deslocamentos locais, em função da carga, para o segmento 1 da tábua A
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)
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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)
Apresentação e análise de resultados
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)
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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)
Apresentação e análise de resultados
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.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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 .
Apresentação e análise de resultados
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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%
Apresentação e análise de resultados
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.
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
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
62
Tabela 21: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 55 kHz nos
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
Min. Máx. Média CoV
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.
Apresentação e análise de resultados
63
Tabela 23: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 24 kHz nos
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.
Tabela 24: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 55 kHz nos
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
64
Tabela 25: Resultados globais das medições UPV indiretas realizadas nos testes com emissor
fixo: em m/s e em N/mm2
Min. Máx. Média CoV
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.
Tabela 26: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 24 kHz nos
segmentos dos ensaios de flexão em 4 pontos: e em m/s e e em N/mm2
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
Apresentação e análise de resultados
65
Tabela 27: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 55 kHz nos
segmentos dos ensaios de flexão em 4 pontos: e em m/s e e em N/mm2
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.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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.
Tabela 29: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 24 kHz nos
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
Apresentação e análise de resultados
67
Tabela 30: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 55 kHz nos
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-
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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.
Tabela 32: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 24 kHz nos
testes com afastamento consecutivo entre sondas: em cm2, em m/s e em N/mm
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
Tabela 33: Resultados das medições UPV indiretas realizadas com as sondas de 55 kHz nos
testes com afastamento consecutivo entre sondas: em cm2, em m/s e em N/mm
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.
Apresentação e análise de resultados
69
Tabela 34: Resultados globais das medições UPV indiretas realizadas nos testes com
afastamento consecutivo dos nós: em m/s e em N/mm2
Min. Máx. Média CoV
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.
Tabela 35: Resultados das medições UPV diretas realizadas com as sondas de 24 kHz: em
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
Tabela 36: Resultados das medições UPV diretas realizadas com as sondas de 55 kHz: em
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.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Apresentação e análise de resultados
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)
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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)
Apresentação e análise de resultados
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)
Área dos nós (cm2)
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Apresentação e análise de resultados
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)
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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)
Área dos nós (cm2)
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)
Área dos nós (cm2)
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)
Apresentação e análise de resultados
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%
Erro médio para as sondas de 55 kHz = 24%
Erro médio para as sondas de 24 kHz = 11%
Erro médio para as sondas de 55 kHz = 18%
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)
Sondas de 24 kHz Sondas de 55 kHz
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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)
Área dos nós (cm2) E estático E dinâmico
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)
Área dos nós (cm2) E estático E dinâmico
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)
Área dos nós (cm2) E estático E dinâmico
Apresentação e análise de resultados
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)
Área dos nós (cm2)
y = -29,473x + 4653,6
R² = 0,0748
0
2000
4000
6000
8000
0 20 40 60
Vel
oci
dad
e (m
/s)
Área dos nós (cm2)
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Afastamento de 20 cm
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
Afastamento de 30 cm
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
Afastamento de 40 cm
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
Afastamento de 50 cm
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
Afastamento de 60 cm
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
Afastamento de 70 cm
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
Afastamento de 80 cm
Apresentação e análise de resultados
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)
Área dos nós (cm2)
Afastamento de 10 cm
y = -42,183x + 4732,1
R² = 0,0956
0
2000
4000
6000
0 10 20 30 40
Vel
oci
dad
e (m
/s)
Área dos nós (cm2)
Afastamento de 20 cm
y = -26,245x + 4386,8
R² = 0,0651
0
2000
4000
6000
0 10 20 30 40 50
Vel
oci
dad
e (
m/s
)
Área dos nós (cm2)
Afastamento de 30 cm
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
)
Área dos nós (cm2)
Afastamento de 40 cm
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
)
Área dos nós (cm2)
Afastamento de 50 cm
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
)
Área dos nós (cm2)
Afastamento de 60 cm
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
)
Área dos nós (cm2)
Afastamento de 70 cm
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
)
Área dos nós (cm2)
Afastamento de 80 cm
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
)
Área dos nós (cm2)
Afastamento de 10 cm
y = -29,406x + 4908,1
R² = 0,0686 0
2000
4000
6000
8000
0 10 20 30 40
Vel
oci
dad
e (
m/s
)
Área dos nós (cm2)
Afastamento de 20 cm
y = -24,268x + 4645,1
R² = 0,0546 0
2000
4000
6000
0 10 20 30 40 50
Vel
oci
dad
e (
m/s
)
Área dos nós (cm2)
Afastamento de 30 cm
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
)
Área dos nós (cm2)
Afastamento de 40 cm
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
)
Área dos nós (cm2)
Afastamento de 50 cm
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
)
Área dos nós (cm2)
Afastamento de 60 cm
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
)
Área dos nós (cm2)
Afastamento de 70 cm
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
)
Área dos nós (cm2)
Afastamento de 80 cm
Apresentação e análise de resultados
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)
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
84
a) b)
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
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)
Figura 57: Correlação entre a resistência à flexão e o módulo de elasticidade obtido pelo
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)
Apresentação e análise de resultados
85
a) b)
Figura 58: Correlação entre a resistência à flexão e o módulo de elasticidade obtido pelo
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)
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
86
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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.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
92
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Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Resultados da inspeção visual
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Resultados da inspeção visual
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Resultados da inspeção visual
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Resultados da inspeção visual
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Resultados da inspeção visual
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Resultados da inspeção visual
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Resultados da inspeção visual
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Min. Máx. Média CoV
(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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Resultados dos ensaios à flexão simples
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Resultados dos ensaios à flexão simples
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.
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Min. Máx. Média CoV
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
Resultados dos testes UPV
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
136
Tabela A - 13: Resultados das medições UPV na Face 2 nos segmentos de 40 cm, em m/s
Face 2
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 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
Resultados dos testes UPV
137
Tabela A - 14: Resultados das medições UPV na Face 3 nos segmentos de 40 cm, em m/s
Face 3
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 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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
138
Tabela A - 15: Resultados das medições UPV na Face 4 nos segmentos de 40 cm, em m/s
Face 4
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 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
Resultados dos testes UPV
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
Min. Máx. Média CoV
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
140
Tabela A - 17: Resultados das medições UPV com emissor fixo, em m/s
Tábuas Face 1 - Face 2 - Face 3 - Face 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 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
Resultados dos testes UPV
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)
Sondas de 24 kHz Sondas de 55 kHz
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Resultados dos testes UPV
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Resultados dos testes UPV
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
Min. Máx. Média CoV
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Resultados dos testes UPV
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
Min. Máx. Média CoV
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
Eficácia do UPV na avaliação não destrutiva de elementos de Castanho
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
Min. Máx. Média CoV
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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