Estudo da viabilidade do uso do ultrassom para a avaliação de estruturas em madeira de edificações históricas.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Macena, Suelem Maurício Fontes
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/16/16132/tde-05032026-170847/
Resumo: A manutenção de edificações históricas é essencial para preservar sua história, cultura e arquitetura, cujos valores são inestimáveis. No Brasil e no mundo, muitas dessas construções possuem alguma estrutura em madeira. Este é um material há muito tempo utilizado pela humanidade em construções. Assim como qualquer outro material, a madeira tem suas peculiaridades, cujo conhecimento é imprescindível quando a intenção é utilizá-la ou mesmo avaliar a sua durabilidade. É primordial que as avaliações de estruturas de madeira constituintes de patrimônio histórico sejam realizadas de forma não destrutiva, respeitando assim o princípio da mínima intervenção, e ao mesmo tempo efetivas para garantir a segurança estrutural. As avaliações de estrutura de madeira ainda possuem um teor predominantemente qualitativo. Diante disso, e considerando que um dos principais parâmetros que norteiam uma avaliação estrutural e diagnóstico é a resistência mecânica, este trabalho teve como principal objetivo inferir a resistência da madeira de forma quantitativa e não destrutiva com o uso do ultrassom aliado ao Pilodyn. Foram realizados ensaios laboratoriais em 102 corpos de prova de quatro espécies de madeira (Simarouba amara, Simaroubaceae; Apuleia leiocarpa, Fabaceae; Hymenaea courbaril, Fabaceae; Aspidosperma polyneuron, Apocynaceae) e na estrutura treliçada do Museu Republicano \"Convenção de Itu\", localizado no interior da cidade de São Paulo, com o ultrassom e o Pilodyn. Em laboratório foram medidos a densidade, o teor de umidade, a resistência e o módulo de elasticidade à compressão paralela às fibras conforme a ABNT NBR 7190-3:2022, bem como o coeficiente de rigidez longitudinal e o módulo de elasticidade por meio do ultrassom e os valores da escala e profundidade de penetração com o uso do Pilodyn. Foram obtidos dois modelos para inferir a resistência característica paralela às fibras e dois para a densidade em complemento aos primeiros. Os resultados demonstraram correlação significativa entre as variáveis avaliadas e todos os modelos foram calibrados e validados conforme os critérios estabelecidos. Em campo, foram aplicados o modelo de resistência em função do coeficiente de rigidez longitudinal e o modelo de densidade em função do valor da escala do Pilodyn. Concluiu-se que o ultrassom aliado ao Pilodyn é viável e eficaz para a inferência quantitativa e não destrutiva da resistência de elementos estruturais em madeira, contribuindo assim para o aprimoramento das avaliações de estrutura de Patrimônio histórico.
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É primordial que as avaliações de estruturas de madeira constituintes de patrimônio histórico sejam realizadas de forma não destrutiva, respeitando assim o princípio da mínima intervenção, e ao mesmo tempo efetivas para garantir a segurança estrutural. As avaliações de estrutura de madeira ainda possuem um teor predominantemente qualitativo. Diante disso, e considerando que um dos principais parâmetros que norteiam uma avaliação estrutural e diagnóstico é a resistência mecânica, este trabalho teve como principal objetivo inferir a resistência da madeira de forma quantitativa e não destrutiva com o uso do ultrassom aliado ao Pilodyn. Foram realizados ensaios laboratoriais em 102 corpos de prova de quatro espécies de madeira (Simarouba amara, Simaroubaceae; Apuleia leiocarpa, Fabaceae; Hymenaea courbaril, Fabaceae; Aspidosperma polyneuron, Apocynaceae) e na estrutura treliçada do Museu Republicano \"Convenção de Itu\", localizado no interior da cidade de São Paulo, com o ultrassom e o Pilodyn. Em laboratório foram medidos a densidade, o teor de umidade, a resistência e o módulo de elasticidade à compressão paralela às fibras conforme a ABNT NBR 7190-3:2022, bem como o coeficiente de rigidez longitudinal e o módulo de elasticidade por meio do ultrassom e os valores da escala e profundidade de penetração com o uso do Pilodyn. Foram obtidos dois modelos para inferir a resistência característica paralela às fibras e dois para a densidade em complemento aos primeiros. Os resultados demonstraram correlação significativa entre as variáveis avaliadas e todos os modelos foram calibrados e validados conforme os critérios estabelecidos. Em campo, foram aplicados o modelo de resistência em função do coeficiente de rigidez longitudinal e o modelo de densidade em função do valor da escala do Pilodyn. Concluiu-se que o ultrassom aliado ao Pilodyn é viável e eficaz para a inferência quantitativa e não destrutiva da resistência de elementos estruturais em madeira, contribuindo assim para o aprimoramento das avaliações de estrutura de Patrimônio histórico.The maintenance of historic buildings is essential to preserve their history, culture, and architecture, whose values are immeasurable. In Brazil and around the world, many of these constructions feature wooden structural components. Wood is a material that has been used by humanity in construction for centuries. Like any other material, wood has its own particularities, and understanding them is crucial when the goal is to use it or evaluate its durability. It is fundamental that assess- ments of wooden structures in heritage buildings be conducted using non-destructive methods, thereby respecting the principle of minimal intervention while ensuring structural safety. Structural assessments of timber elements still rely predominantly on qualitative approaches. Considering that one of the main parameters guiding structural evalua- tion and diagnosis is mechanical strength, this study aimed to infer wood strength quantitatively and non-destructively using ultrasound combined with Pilodyn testing. Laboratory tests were carried out on 102 specimens from four wood species (Simarouba amara, Simarouba- ceae; Apuleia leiocarpa, Fabaceae; Hymenaea courbaril, Fabaceae; and Aspidosperma polyneuron, Apocynaceae), as well as on the truss struc- ture of the Museu Republicano Convenção de Itu, located in the inte- rior of São Paulo state, using both ultrasound and Pilodyn devices. In the laboratory, density, moisture content, compressive strength, and modulus of elasticity parallel to the grain were measured according to ABNT NBR 7190-3:2022, along with the longitudinal stiffness coeffi- cient and modulus of elasticity via ultrasound, and scale readings and penetration depth using the Pilodyn. Two models were developed to infer the characteristic compressive strength parallel to the grain and two others for density estimation, as complementary tools. The results showed a significant correlation among the evaluated variables, and all models were calibrated and validated according to established criteria. In the field, the strength model based on the longitudinal stiffness coef- ficient and the density model based on the Pilodyn scale were applied. It was concluded that the use of ultrasound combined with the Pilodyn is a viable and effective method for the quantitative and non-destructi- ve inference of the strength of structural timber elements, contributing to the advancement of structural assessments in historic heritage buil- dings.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPOliveira, Fabiana Lopes deYojo, TakashiMacena, Suelem Maurício Fontes2025-10-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/16/16132/tde-05032026-170847/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-03-30T13:14:02Zoai:teses.usp.br:tde-05032026-170847Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-03-30T13:14:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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