Aplicação do método de ensaio das frequências naturais de vibração para obtenção do módulo de elasticidade de peças estruturais de madeira

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.

Resistência ao choque da madeira de Platanus x acerifolia em diferentes condições de umidade

Este estudo teve como objetivo avaliar a resistência ao choque da madeira de plátano (Platanus x acerifolia (Airton) Willd.) ensaiada em condições de equilíbrio a 12% de umidade e ao PSF. Para tanto, foram utilizadas árvores procedentes de duas regiões fisiográficas do Estado do Rio Grande do Sul. Os corpos-de-prova foram submetidos ao choque utilizando pêndulo de CHARPY e avaliados quanto à resistência oferecida com a aplicação da carga nos planos tangencial e radial e posições de retirada (medula-casca) nas toras, nas duas regiões fisiográficas e em cada condição de umidade, de acordo com a Norma NF B51-009 (AFN, 1942). Para auxiliar na interpretação dos dados, determinou-se a massa específica aparente a 12% e saturada, teor de umidade, trabalho absorvido, coeficiente de resiliência e cota dinâmica. Dessa maneira, pôde-se verificar, por meio dos resultados, que a madeira de plátano é mais resistente ao choque na condição de madeira saturada (PSF) quando comparada com a condição a 12% de umidade. Todavia, os resultados do estudo indicaram que a madeira de plátano não é recomendada para usos que dependem de sua capacidade de absorver energia e dissipá-la.

Análise espaço temporal da evapotranspiração na área de preservação ambiental da Ilha de Santa Rita, Alagoas, Brasil

A evapotranspiração (ET) é uma das principais componentes do ciclo hidrológico. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo analisar o comportamento espaço-temporal do Balanço de Energia e da Evapotranspiração Real Diária na Área de Preservação Ambiental da Ilha de Santa Rita, Alagoas, Brasil, tomando como subsídio as possíveis alterações no uso e cobertura do solo. A metodologia utilizada envolve o uso do algoritmo SEBAL, imagens do satélite Landsat 5 - TM e dados complementares de estação meteorológica localizada na área de estudo. A estimativa diária de ET24h real variou de 0 a 1 mm dia-1 no solo exposto e na cidade; a 6 mm dia-1, em corpos d'água e mangue, com um valor médio de 3,78 mm dia-1, 3,45 mm dia-1 e 4,75 mm dia-1, nos dias 03/09/2003, 26/08/2006 e 17/03/2011, respectivamente, em toda a área estudada. Os resultados por meio do algoritmo SEBAL (SURFACE ENERGY BALANCE ALGORITHMS FOR LAND) podem ser utilizados em condições climáticas semelhantes às da Área de Preservação Ilha de Santa Rita/Alagoas. As distribuições de cada componente do balanço de energia: saldo de radiação, fluxo de calor no solo, sensível e latente, apresentaram influência significativa nos diferentes tipos de uso e cobertura do solo. Além disso, constataram-se diferenças evidentes entre os fluxos em zona rural e área urbana. A abordagem utilizada é muito adequada para uma exploração real de dados de satélite, podendo ser útil para estimar um número de parâmetros no contínuo solo-planta-atmosfera.

COMPACTAÇÃO DE SOLOS EM LABORATÓRIO: EFEITO DO DIÂMETRO E DO NÚMERO DE CAMADAS DO CORPO DE PROVA

RESUMONeste trabalho, estudou-se a influência do diâmetro e do número de camadas do corpo de prova nas curvas de compactação de laboratório e na resistência mecânica de dois solos residuais de gnaisse da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, respectivamente, de texturas argilo-areno-siltosa (Solo 1) e areno-silto-argilosa (Solo 2), com vistas à construção de estradas florestais. Além dos resultados dos ensaios de compactação, determinou-se a resistência à compressão não confinada dos solos empregando corpos de prova compactados na umidade ótima (wot) e nos teores de umidade 3% abaixo e 2% acima, considerando como referência a energia de compactação do ensaio Proctor normal e empregando corpos de prova compactados em uma, duas e três camadas, bem como nos diâmetros de 35 mm, 73 mm e 100 mm, com nove repetições. Para fins práticos de engenharia e com base em análise estatística aplicada aos parâmetros massa específica aparente seca e resistência à compressão não confinada, pode-se concluir que: (i) há diferenças significativas entre as compactações realizadas em uma e em três camadas, não ocorrendo o mesmo nas compactações realizadas em duas e em três camadas, para ambos os solos; e (ii) há diferenças significativas entre a compactação de corpos de prova de diâmetro 100 mm e os demais de 73 mm e 35 mm, para o solo 1 (argiloso), bem como há também diferenças apenas no ramo seco da curva de compactação, para o solo 2 (arenoso).

INFLUÊNCIA DA POSIÇÃO DOS INSTRUMENTOS DE MEDIDA NA DETERMINAÇÃO DO MÓDULO DE ELASTICIDADE DA MADEIRA NA COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS (EC0)

RESUMOO módulo de elasticidade na compressão paralela às fibras (Ec0) é um dos parâmetros de referência para estimar o desempenho da madeira. O Anexo B da Norma Brasileira ABNT NBR 7190:1997 estabelece, nos ensaios para determinação do Ec0, que seja tomada a medida de deformações em pelo menos duas faces opostas dos corpos de prova. O objetivo deste trabalho foi verificar a influência dessas condições de ensaio nos valores de Ec0. Tal propriedade foi determinada a partir das deformações de duas faces opostas dos corpos de prova e, em seguida, a partir das deformações obtidas nas faces complementares. Foram utilizadas espécies de madeira de forma a abranger todas as classes de resistência assumidas pela citada norma. Os resultados indicam significativa variação de Ec0determinado nos ensaios referidos, evidenciando que tal situação deve ser considerada para futura revisão dos métodos de ensaio para determinação de propriedades da madeira para aplicação estrutural.

DOSAGEM DE MISTURA BETUMINOSA A FRIO E SEU ESTUDO SOB EFEITOS DE CARGAS ESTÁTICAS E REPETIDAS1

RESUMO Este trabalho apresenta os resultados de uma pesquisa experimental que objetivou estudar o comportamento mecânico de uma mistura betuminosa a frio sob efeitos de cargas estáticas e repetidas. Após a caracterização dos agregados e do ligante empregados na pesquisa, efetuou-se a mistura, a partir da dosagem Marshall, obtendo o teor de projeto equivalente a 8,5% de emulsão. Nesse teor de emulsão, moldaram-se várias amostras, que foram submetidas aos ensaios de módulo de resiliência, resistência à tração por compressão diametral e fadiga. A caracterização dos agregados e do ligante mostrou-se concordante com vários estudos, exceto o resíduo da peneiração, que não atendeu à exigência do IBP (1999). Para os ensaios com as misturas asfálticas, empregaram-se três corpos de prova, pesando cada um deles cerca de 1.200 g, compactados com 75 golpes em cada uma de suas faces. Observou-se que a estabilidade e a fluência Marshall de 620 kgf e de 4,20 mm, respectivamente, superaram o limite mínimo recomendado na especificação de serviço do DNIT (2010a). Com relação aos ensaios de módulo de resiliência e de resistência à tração por compressão diametral, obtiveram-se os valores de 1.616 MPa e 0,44 MPa, respectivamente, quando se verificou que os resultados foram bem inferiores aos encontrados em misturas a quente. Esse mesmo comportamento foi observado no ensaio de fadiga que, na maioria dos níveis de tensão aplicados, foi inferior a 1.000 aplicações do carregamento.

RESISTÊNCIA BIOLÓGICA E COLORIMETRIA DA MADEIRA TERMORRETIFICADA DE DUAS ESPÉCIES DE EUCALIPTO1

RESUMO Os objetivos deste estudo foram os seguintes: a) observar o efeito de termorretificação sobre a durabilidade natural da madeira de Eucalyptus tereticornis e Corymbia citriodora após ataque de fungos causadores de podridão-branca (Trametes versicolor eGanoderma applanatum); b) avaliar parâmetros colorimétricos após a submissão das madeiras a tratamentos térmicos e aos fungos T. versicolor e G. applanatum. Para realização do estudo, corpos de prova de ambas as espécies foram submetidos aos tratamentos: T1 - testemunha; T2 - autoclave (120 °C) a 1,5 kgf/cm2 durante 1 h; T3 - estufa laboratorial (180 °C) por 4 h; e T4 - térmico combinado [120 °C (1 h) + 180 °C (4 h)]. Posteriormente, os corpos de prova foram submetidos ao apodrecimento acelerado, sendo expostos às duas espécies de fungos por 16 semanas. Após esse período, foram avaliadas a perda de massa e as variáveis colorimétricas, através dos parâmetros L*, a*, b*, C* e hº antes e depois do ataque pelos fungos. De acordo com os resultados, E. tereticornis e C. citriodora foram classificados como altamente resistentes a fungos apodrecedores, exceto no tratamento testemunha de C. citriodora submetido ao ataque de G. applanatum, o qual foi classificado como resistente. Com os tratamentos T3 e T4, a perda de massa foi reduzida em ambas as espécies de madeira. As maiores mudanças nos parâmetros colorimétricos ocorreram devido ao tratamento térmico e à pouca variação observada com o ataque dos fungos apodrecedores. Houve redução da variável claridade (L*) e queda das matrizes vermelho (a*) e amarelo (b*), razão por que o tratamento térmico mostrou-se como alternativa para proteção e escurecimento da madeira de eucalipto, tornando-a mais próxima de padrões de coloração de madeiras nobres.

AVALIAÇÃO DE PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DE MADEIRAS DE JATOBÁ (Hymenaea stilbocarpa Hayne) COM DIFERENTES TEORES DE UMIDADE E EXTRAÍDAS DE REGIÕES DISTINTAS1

RESUMO Este trabalho objetivou investigar a influência das regiões de extração (Municípios de Caracaraí e Bonfim, Sul de Roraima; Município de Alta Floresta, Norte de Mato Grosso) da madeira da espécie jatobá (Hymenaea stilbocarpa). Também, foi avaliada a influência do teor de umidade (madeira saturada e a 12%) em 15 propriedades físicas e mecânicas de interesse. Ao todo, foram preparados e ensaiados, segundo as prescrições da Norma Brasileira ABNT NR 7190 (1997), 840 corpos de prova. Os resultados da análise de variância (a 5% de significância) revelaram que a região de extração dos corpos de prova não foi significativa nas propriedades físicas e mecânicas avaliadas, pois foram obtidos valores equivalentes, independentemente da origem, aspecto altamente interessante à medida que nem sempre é possível identificar a região de onde provém a madeira tropical. Essa importância é ainda maior no caso do emprego da madeira como elemento, cujos valores de referência se encontram apontados nos anexos do referido documento normativo. Com relação ao teor de umidade, foi observada diferença significativa em oito das 15 propriedades avaliadas. A condição de 12% de teor de umidade apresentou valores médios superiores à condição saturada nas propriedades de resistência na compressão paralela (37%), resistência na tração paralela (29%) e cisalhamento (36%) na direção paralela às fibras; módulo de resistência na flexão (26%), módulo de elasticidade na compressão paralela (9%) e 200 direções paralelas (35%) e normal (28%) às fibras; e inferior na densidade aparente.

RELAÇÃO ENTRE O TEOR DE UMIDADE E A CONSTANTE DIELÉTRICA DE ESPÉCIES DE MADEIRA DA AMAZÔNIA DURANTE O PROCESSO DE SECAGEM1

RESUMO O objetivo deste estudo foi determinar a relação entre constante dielétrica e teor de umidade de seis espécies de madeira, por meio da construção de um capacitor. O material utilizado constituiu-se de madeiras da Amazônia não comercializadas, mas com alta abundância e dominância na Floresta Nacional deAlbizia duckeana (fava-paricá), Brosimumsp. (amapá-doce), Chamaecrista scleroxylon (pau-santo),Qualea dinizii (mandioqueira-rosa), Trattinnickia burserifolia (amescla) e Swartzia laurifolia(gombeira). Os corpos de prova para determinação da constante dielétrica foram confeccionados com as dimensões de 4,5 x 4,5 x 1 cm, definidas por testes preliminares realizados no Laboratório de Produtos Florestais (LPF). Para a coleta dos valores de capacitância, foi também construído um capacitor, utilizando multímetro digital, fios de cobre e placas de alumínio, sendo as medições realizadas em oito ocasiões, com intervalos de 1 h cada, durante o processo de secagem, que se iniciou na condição de massa saturada até atingir massa constante. A partir dos dados, foram ajustadas as curvas de regressão entre os valores de teor de umidade e constante dielétrica da madeira, as quais apresentaram forte correlação com as duas variáveis, mostrando a influência direta e proporcional do teor de umidade sobre a constante dielétrica. Em razão da inexistência de relação direta entre os dados de massa específica e constante dielétrica das espécies estudadas, sugere-se o desenvolvimento de novos estudos para melhor explicar a relação entre essas duas grandezas.

Avaliação da deposição de calda em anteras de trigo, para o estudo do controle químico de giberela (Gibberella zeae)

A giberela, causada pelo fungo Gibberella zeae (Fusarium graminearum), é uma importante doença de infecção floral do trigo. Para controlar essa doença, o fungicida deve ser aplicado durante a antese, de modo a proteger as anteras. Os objetivos do presente trabalho foram de construir uma barra de pulverização que permitiu utilizar bicos em diferentes arranjos e quantificar a presença de corante nas anteras quando aplicado com diferentes pontas de pulverização, direções dos bicos na barra e com diferentes volumes de calda. Utilizaram-se pontas de jato plano (XR-11002), jato plano duplo (110DB2) e jato cônico vazio (JA-2), espaçadas em 0,50 m, em uma barra tradicional e numa barra modificada. Na barra modificada, foram utilizados corpos duplos giratórios, posicionando-se os bicos na vertical, 30º ou 45º para frente e para trás em relação à vertical. Os resultados mostraram que a utilização de dois bicos no mesmo ponto da barra aumentou significativamente o número de anteras que receberam o fungicida. As três pontas de pulverização comportaram-se de maneira semelhante. Dois bicos formando ângulo de 30º em relação à vertical proporcionaram a mesma quantidade de anteras cobertas com corante do que dois bicos posicionados na vertical. A angulação dos bicos em 45º com a vertical proporcionou maior número de anteras atingidas pela calda.

Características físicas e mecânicas de misturas de solo, cimento e cinzas de bagaço de cana-de-açúcar

Este trabalho teve por finalidade analisar algumas características de misturas de solo, cimento e cinzas de bagaço de cana-de-açúcar para sua possível utilização na fabricação de materiais alternativos de construção. Para tal, amostras de cinzas de bagaço de cana-de-açúcar foram submetidas a um tratamento prévio que consistia de peneiramento e moagem, antes de serem incorporadas às misturas de solo e cimento. Diferentes combinações de cimento-cinzas foram estudadas, determinando-se, para cada uma delas, a consistência normal e a resistência à compressão simples, aos 7 e 28 dias. Posteriormente, corpos-de-prova moldados com tais misturas de solo-cimento-cinzas foram submetidos a ensaios de compactação, compressão simples e absorção de água. Os resultados indicaram a possibilidade de substituir até 20% do cimento Portland, na mistura, por cinzas de bagaço de cana-de-açúcar, sem prejuízo da resistência à compressão simples.

Determinação do módulo de elasticidade da madeira juvenil e adulta de Pinus taeda por ultra-som

A madeira de Pinus sp. tem utilização crescente na indústria madeireira brasileira. O decréscimo constante do suprimento de árvores adultas com grandes diâmetros, provenientes de florestas naturais, tornou comum a produção de madeira em ciclos curtos, com grande proporção de madeira juvenil. Resultados de diversas pesquisas têm reportado que o módulo de elasticidade e a resistência a diferentes solicitações mecânicas são seriamente afetados pela presença de madeira juvenil. Este trabalho teve por objetivo determinar o módulo de elasticidade da madeira juvenil e adulta de Pinus taeda L. a partir da constante dinâmica C LL, obtida em ensaios não-destrutivos de ultra-som. A madeira de P. taeda era originária de plantios da Estação Experimental de Itapeva - SP, sendo amostrados seis indivíduos arbóreos com 34 anos de idade. Os corpos-de-prova (4 cm x 4 cm x 45 cm) foram obtidos separadamente das regiões de madeira juvenil e adulta da prancha central, previamente submetida à secagem industrial (umidade final de 12%), para a determinação da constante dinâmica por meio de ensaios de ultra-som. Para avaliar a sensibilidade do método do ultra-som, os corpos-de-prova foram ensaiados destrutivamente à compressão paralela. Os resultados mostraram boa sensibilidade do método do ultra-som (R² » 0,90) na avaliação desse parâmetro mecânico da madeira juvenil e adulta.

Avaliação do módulo de elasticidade da madeira com uso de método não-destrutivo de vibração transversal

Numerosas pesquisas têm estudado os métodos não-destrutivos de avaliação de materiais e sua aplicação àqueles de matrizes complexas, como é o caso da madeira. Um dos primeiros métodos não-destrutivos investigados para aplicação nesses casos foi o da vibração transversal. Apesar de sua concepção simples, e a despeito dos grandes avanços obtidos nessa área com outros métodos, como, por exemplo, o ultra-som, o método de vibração transversal para a determinação do módulo de elasticidade da madeira revela-se como de grande potencial de aplicação, sobretudo pela precisão do modelo matemático a ele associado e pela possibilidade de sua aplicação a peças de dimensões estruturais (in-grade testing). Neste trabalho, apresenta-se o uso desse método na determinação do módulo de elasticidade de três espécies de eucalipto. Foram ensaiados não-destrutivamente e por ensaios mecânicos convencionais de flexão corpos-de-prova de 2 cm x 2 cm x 46 cm de E. grandis, E. saligna e E. citriodora. Os ensaios não-destrutivos foram conduzidos com uso do sistema BING - Beam Identification by Non-destructive Grading, que permite a análise das vibrações do material nos domínios do tempo e da freqüência. Os resultados obtidos revelaram boa correlação entre os dois tipos de ensaios empregados, justificando o início dos ensaios com peças de dimensões estruturais, para a viabilização da técnica nas práticas de classificação estrutural.

Rigidez do papelão ondulado: comparação entre resultados experimentais e os obtidos por cálculo analítico

Embalagens de papelão ondulado para produtos hortícolas têm como função principal a proteção do produto. O dimensionamento de uma embalagem de papelão requer o conhecimento da rigidez à flexão, que depende dos módulos de elasticidade dos elementos que o constituem. Este trabalho teve por objetivo calcular, a partir da caracterização física do papelão em laboratório, o módulo de elasticidade por diferentes métodos, comparando os resultados com os valores obtidos experimentalmente. Dez corpos de prova de cada um dos papéis selecionados para este estudo foram testados na direção de fabricação e na direção transversal. A resistência à tração dos papéis, capa e miolo, utilizada para calcular a rigidez, foi determinada em máquina universal de ensaios. Para a obtenção da rigidez à flexão, foi realizado o teste de quatro pontos. Foi observada expressiva variação entre os métodos pelos quais se obtêm os módulos de elasticidade que reflete nos valores de rigidez da estrutura. Os valores de rigidez obtidos experimentalmente foram sempre superiores aos valores obtidos por cálculos analíticos. Essa diferença pode ser atribuída a dois fatores conjugados: o processo de fabricação que confere maior rigidez do que os componentes isoladamente, e o outro componente é a adição de camada adesiva que não é levada em consideração nos cálculos analíticos.

Durabilidade de compósito biomassa vegetal-cimento modificado por polímero

A durabilidade de compósito biomassa vegetal-cimento é um dos fatores mais importantes para a colocação desse material no mercado consumidor. A utilização de polímeros em concreto e argamassa, com o objetivo de melhorar sua durabilidade, é cada vez mais freqüente. Este estudo visou à caracterização de propriedades físicas e mecânicas de compósito biomassa vegetal-cimento modificado com polímeros e a análise da durabilidade desse compósito. Foi testado um polímero de base acrílica em compósitos produzidos com resíduo de Pinus caribaea. Foram realizados ensaios de envelhecimento acelerado, por meio de ciclos de molhamento e secagem, por imersão em água quente e ensaio de envelhecimento natural. As propriedades físicas do compósito avaliadas foram a massa específica aparente e a absorção total de água por imersão. As propriedades mecânicas foram determinadas por meio de ensaios de resistência à tração na flexão, analisando-se a tensão e a energia de ruptura. Os corpos-de-prova foram extraídos de placas executadas por simples prensagem. Ensaios de microscopia eletrônica de varredura foram utilizados para observar o estado da fibra e da matriz após os processos de envelhecimento. O uso de polímero melhorou o desempenho mecânico do compósito nas primeiras idades e também promoveu significativa redução da capacidade de absorção de água, demonstrando que o uso desse material pode vir a melhorar a durabilidade desses compósitos, uma vez que reduziu sensivelmente sua capacidade de absorção.