Revista Árvore (Dec 2012)
Aplicação do método de ensaio das frequências naturais de vibração para obtenção do módulo de elasticidade de peças estruturais de madeira Analysis of the natural vibration frequency test method to obtain the modulus of elasticity of wood structural components
Abstract
Existem diversas técnicas para caracterização do módulo de elasticidade de madeiras e, dentre as atualmente empregadas, destacam-se aquelas que utilizam as frequências naturais de vibração, por serem técnicas não destrutivas e, portanto, apresentarem resultados que podem ser repetidos e comparados ao longo do tempo. Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficácia, dos métodos de ensaios baseados nas frequências naturais de vibração comparando-os aos resultados obtidos na flexão estática na obtenção das propriedades elásticas em peças estruturais de madeira de reflorestamento que são usualmente empregadas na construção civil. Foram avaliadas 24 vigas de Eucalyptus sp. com dimensões nominais (40 x 60 x 2.000 mm) e 14 vigas de Pinus oocarpa com dimensões nominais (45 x 90 x 2.300 mm), ambas sem tratamento; 30 pranchas com dimensões nominais (40 x 240 x 2.010 mm) e 30 pranchas com dimensões nominais (40 x 240 x 3.050 mm), ambas de Pinnus oocarpa e com tratamento preservativo à base de Arseniato de Cobre Cromatado - CCA. Os resultados obtidos apresentaram boa correlação quando comparados aos resultados obtidos pelo método mecânico de flexão estática, especialmente quando empregada a frequência natural de vibração longitudinal. O emprego da frequência longitudinal mostrou-se confiável e prático, portanto recomendada para a determinação do módulo de elasticidade de peças estruturais de madeira. Verificou-se ainda que, empregando a frequência longitudinal, não há necessidade de um suporte específico para os corpos de prova ou calibrações prévias, reduzindo assim o tempo de execução e favorecendo o ensaio de grande quantidade de amostras.There are several techniques to characterize the elastic modulus of wood and those currently using the natural frequencies of vibration stand out as they are non-destructive techniques, producing results that can be repeated and compared over time. This study reports on the effectiveness of the testing methods based on the natural frequencies of vibration versus static bending to obtain the elastic properties of reforested structural wood components usually employed in civil construction. The following components were evaluated: 24 beams of Eucalyptus sp. with nominal dimensions (40 x 60 x 2.000 mm) and 14 beams of Pinus oocarpa with nominal dimensions (45 x 90 x 2.300 mm) both without treatment; 30 boards with nominal dimensions (40 x 240 x 2.010 mm) and 30 boards with nominal dimensions (40 x 240 x 3.050 mm), both of Pinus oocarpa and with chromate copper arsenate (CCA) preservative treatment. The results obtained in thiswork show good correlation when compared to the results obtained by the static bending mechanical method, especially when applying the natural frequency of longitudinal vibration. The use of longitudinal frequency was reliable and practical, therefore recommended for determining the modulus of elasticity of wood structural elements. It was also found that no specific support is needed for the specimens using the longitudinal frequency, as well as no previous calibrations, reducing the execution time and enabling to test many samples.
