Behavior of ultrasonic waves in wood with presence of holes

Abstract

This work aimed to analyze the pattern of variation in wave lengths in presence of wood holes and to develop a model capable of describing the process. To attain that end, wood pieces were used from species pequiá (Aspidosperma desmanthum), on which circular and linear artificial holes were made and gradually enlarged. Ultrasonic tests were performed using USLab equipment and 45 kHz transducers. Measurements were taken first on the intact piece and then after each stage of artificial hole enlargement. Results demonstrated that propagation velocities of ultrasonic waves are affected by presence of holes and also that reduction in velocity is caused by changes in wave path, since waves tend to deviate from empty space and travel through matter. The circular hole type had a slightly stronger influence on velocity reduction than the linear hole type. Variation in velocity as a function of increasing percentage of hollow space relative to the intact piece can be represented by a linear model.

Neste trabalho, objetivou-se estudar o comportamento da variação do percurso da onda em presença de oco na madeira bem como elaborar um modelo que o descrevesse. Para atingir esse objetivo, foram utilizadas peças de madeira da espécie pequiá (Aspidosperma desmanthum) nos quais foram confeccionados orifícios artificiais (circular e linear). Esses orifícios foram sendo aumentados gradualmente. Os ensaios de ultrassom foram realizados utilizando equipamento da marca USLab e transdutores de 45 kHz. As medições foram realizadas na peça íntegra e após cada fase de confecção do oco artificial. Os resultados permitiram confirmar que as velocidades de propagação de ondas de ultrassom são afetadas pela presença de ocos e que a redução da velocidade é provocada pela mudança de percurso da onda, que tende a se desviar do vazio e percorrer o material. O oco do tipo circular teve influência levemente superior na redução da velocidade do que o oco do tipo linear. A variação da velocidade com o aumento da porcentagem de oco em relação à peça integra pode ser representada por um modelo linear.