Application of stress waves to estimate moisture content in Eucalyptus wood

Abstract

Accurate monitoring of moisture content in Eucalyptus wood during the drying process is critical to improving product quality. And as electric meters lose accuracy in some moisture ranges, in this work a Stress Wave Timer was used to try and assess the possibility of estimating wood moisture based on variation in the propagation velocity of stress waves in two Eucalyptus species. Effects of knot area and board basic density on the propagation of stress waves were also analyzed, using analysis of variance and observing mean values for these characteristics. Equations were fitted and wood moisture content could be estimated by the stress wave propagation method using nonlinear models or a multiple linear model, with wave propagation velocity, basic density and knot area being used as independent variables. Best fits were obtained for boards showing no visible defects (knots, cracks etc.). The propagation velocity of stress waves through the wood was found to vary as a function of the knot area, wood density and anatomical orientation (visual analysis) of the boards. Knots had a stronger influence on wave transmission when they were present in radially cut boards.

O acompanhamento preciso da umidade da madeira de Eucalyptus durante o processo de secagem é fundamental para melhorar a qualidade dos produtos. Considerando-se que os medidores elétricos perdem precisão em algumas faixas de umidade, utilizou-se neste trabalho um temporizador de ondas de tensão (Stress Wave Timer) com o objetivo de verificar a possibilidade de estimativa da umidade da madeira a partir da variação da velocidade de propagação de ondas de tensão em duas espécies de Eucalyptus. Também foi analisada a influência da área de nós, assim como da densidade básica das tábuas na propagação das ondas de tensão por meio das análises de variância e das médias dessas características. Foram feitos ajustes de equações e a umidade das madeiras pode ser estimada pelo método de propagação das ondas de tensão por meio de modelos não-lineares ou ainda por um modelo linear múltiplo, utilizando a velocidade de propagação das ondas, a densidade básica e a área de nós como variáveis independentes. Os melhores ajustes foram obtidos para tábuas livres de defeitos visíveis (nós, rachaduras etc.). A velocidade de propagação das ondas de tensão na madeira variou em função da área de nós nas tábuas, da densidade da madeira e da orientação anatômica das tábuas (análise visual). Os nós exerceram maior influência no deslocamento das ondas quando presentes em tábuas cortadas no sentido radial.