Avaliação de alguns fatores influentes na velocidade ultra-sônica na madeira

Abstract

O ultra-som vem sendo utilizado para a detecção de defeitos em diversos materiais homogêneos desde a década de 70 do século XX. No entanto, na madeira, material heterogêneo, sua utilização é recente no Brasil. A propagação das ondas ultra-sônicas na madeira é influenciada por diversos fatores, tais como a espécie florestal, o tipo de transdutor e a temperatura do meio. Com o objetivo de estudar a influência desses fatores, testou-se o uso de transdutores de pontos secos, sendo que os tratamentos basearam-se na combinação de madeiras de diferentes espécies (Pinus elliottii Engelm. e Eucalyptus grandis Hill ex Maiden) e temperaturas de secagem (20, 40 e 70 oC). Os modelos apresentaram influência significativa do teor de umidade, da massa específica e da temperatura de secagem sobre a estimativa da velocidade ultra-sônica. Ocorreu aumento da velocidade com a redução do teor de umidade, sendo essa relação válida desde a madeira verde até o final do processo de secagem. O eucalipto foi a espécie que apresentou melhor resultado, apresentando coeficiente de determinação de 71%. O aumento da velocidade ultra-sônica ocorreu de modo diretamente proporcional à massa específica na madeira de pinus, porém inversamente na de eucalipto. A velocidade ainda apresentou tendência de redução com o aumento da temperatura de secagem. Apesar da existência de transdutores específicos a serem utilizados na madeira, há necessidade do conhecimento das diversas características desse material na propagação das ondas ultra-sônicas, principalmente quando considerada a grande diversidade de espécies florestais existentes nos países tropicais, como é o caso do Brasil.

Ultrasound has been used for detection of defects in different homogeneous materials since the 1970s. In wood, as a heterogeneous material, its use is recent in Brazil. Ultrasonic wave propagation is influenced by several factors such as the forest species, type of transducer and environmental temperature. Aiming at studying the influence of such factors, this research involved the use of point-contact transducers. Wood of two different species (Pinus elliottii Engelm. and Eucalyptus grandis Hill ex Maiden) were dried at constant temperatures of 20, 40, and 70oC. The models proposed for analysis showed significant influence of moisture content, specific mass and drying temperatures on ultrasonic velocity. Increase of velocity occurred due to a reduction of moisture content, over the range of green wood to the end of the drying process. Eucalyptus had the best results, with a determination coefficient of 71%. The increase of ultrasonic velocity was directly proportional to the specific mass on pine wood; but inversely proportional to that for eucalyptus one. The ultrasonic velocity also showed a tendency to decrease with the increase of drying temperature. In spite of the existence of specific transducers to be used in the wood, knowledge of the several characteristics of this material in the propagation of the ultrasonic waves is needed, mainly when the great diversity of remaining forest species in tropical countries is taken into account, as it is the case of Brazil.