Projeto de desenvolvimento de um densitômetro de ultrassom para ensaios não destrutivos em madeira

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Carvalho, Romário Alves
• Orientador(a): Silva, Gilson Fernandes da
• Banca de defesa: Silva, João Gabriel Missia da , Soriano, Julio , Meneses, Anderson Alvarenga de Moura , Segundinho, Pedro Gutemberg de Alcântara
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Espírito Santo; Campus Ibatiba
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Eucalyptus; Propriedades físicas da madeira; Densidade básica; Onda ultrassônica
• Link de acesso: https://repositorio.ifes.edu.br/handle/123456789/2098

RESUMO: Existem poucas técnicas eficazes para se determinar a densidade básica de árvores em campo. O ensaio não destrutivo de propagação de ondas ultrassônicas tem potencial para predizer as propriedades da madeira, se conhecida as variáveis deste processo. O objetivo desta pesquisa foi desenvolver um densitômetro para predizer a densidade básica da madeira, utilizando o princípio da velocidade de propagação de ondas ultrassônicas. Foram projetados e montados dois protótipos do equipamento: uma versão sem amplificador (Protótipo I) e outra amplificada (Protótipo II). Foram determinadas as velocidades de propagação da onda ultrassônica, utilizando os protótipos do equipamento, para seis espécies de eucalipto. Realizou-se a propagação de ondas ultrassônicas, com o equipamento James V-Meter IV, para validar o densitômetro. Para a estimação da densidade básica da madeira empregou-se a modelagem matemática da propagação de ondas longitudinais. As entradas do modelo foram o módulo de elasticidade longitudinal à flexão estática, o coeficiente de Poisson longitudinal-radial e a velocidade de propagação da onda ultrassônica. Para avaliar a eficiência e eficácia do densitômetro comparou-se a densidade básica obtida pelo densitômetro com a obtida pelo método de referência da balança hidrostática. O Protótipo I subestimou a velocidade de propagação do ultrassom na madeira (3.947,21 m.s-1) e o Protótipo II fez medições de velocidade (4.751,55 m.s-1) concordantes com o equipamento de ultrassom de referência que obteve o valor médio de 4.769,17 m.s-1. O Protótipo II utilizando a modelagem tridimensional da propagação de ondas na madeira foi o que obteve a melhor estimação da densidade básica, com RMSE de 8,94% e viés de 1,66%, enquanto o Protótipo I obteve o RMSE de 23,12% e viés de 1,5%.