A review on the use of ultrasound in characterizing wood properties and defects
DOI:
https://doi.org/10.46421/entac.v20i1.6031Keywords:
Wood properties, Non-destructive testing, Ultrasound in woodAbstract
Wood is an anisotropic material and therefore presents great variability in its physical and mechanical properties. Therefore, it is necessary to carry out analyzes to classify parts when they are used as structural material, and this can be done using non-destructive methods, such as ultrasound, in order to preserve their initial characteristics. The aim of this article is to investigate how current studies have used ultrasound on wood. For this purpose, articles from scientific magazines and newspapers published electronically were analyzed. And it was possible to identify that this classification method has been widely used to determine defects and properties of wood as it does not interfere with its quality and allows it to be used later without any burden.
References
OLIVEIRA, Fabiana Goia Rosa. Estudo de propriedades mecânicas de dicotiledôneas por meio de ensaios não destrutivos utilizando equipamento de ultra-som. 2001. 104 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2001.
CARDIN, Viviane de Salles. Ensaios não destrutivos aplicados à madeira serrada e estruturas: técnicas potenciais para uso no Brasil. 2011. 116 f. Dissertação (Mestrado em Construção Civil) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2011.
AZEVEDO JÚNIOR, Antônio Pires. Avaliação não destrutiva de propriedades mecânicas de madeiras através da técnica de ultra-som: fundamentos físicos e resultados experimentais. 2002. 200 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Estruturas) – Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2002.
CALEGARI, Leandro. Uso da onda ultra-sônica como meio de controle do processo de secagem da madeira. 2006. 91f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Florestal) – Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2006.
MACENA, S. M. F. et al. Estudo da disposição de transdutores ultrassônicos na madeira. In: WORKSHOP DE TECNOLOGIA DE SISTEMAS E PROCESSOS CONSTRUTIVOS, 4, 2023, Porto Alegre/Rio Grande do Sul. TECSIC 2023. Porto Alegre: ANTAC, 2022. p. 142-147.
DROBIEC, J.; NOWOGOŃSKA, B. Restrictions and new possibilities of technical and conservation diagnostics of wood in heritage buildings. Civil and Environmental Engineering Reports, v. 33 (2), p. 0106-0116, 2023. DOI: 10.59440/ceer/174568.
STANGERLIN, D. M. et al. Propagação indireta e semidireta de ondas ultrassonoras na estimativa de propriedades mecânicas da madeira. Ciência da Madeira, v. 02, p. 85-95, 2011.
MELO, R. R. et al. Ultrasound to determine physical-mechanical properties of Eucalyptus camaldulensis wood. Wood Material Science & Engineering, 16:6, 407-413, 2020. https://doi.org/10.1080/17480272.2020.1830435.
ALVES, R. C.; PIZZOL, V. T.; CARRASCO, E. V. M. Estimativa do módulo de elasticidade das madeiras tropicais por meio do ultrassom. In: CONGRESO LATINOAMERICANO DE ESTRUCTURAS DE MADERA, 2 e CONGRESO IBERO-LATINOAMERICANO DE LA MADERA EM LA CONSTRUCCIÓN, 2, 2017, Buenos Aires/Argentina. CLEM+CIMAD 2017. Buenos Aires: Universidad Nacional Noroeste, 2017. T3-31, 9 p.
CARVALHO, R. A. et al. Predição do módulo de elasticidade estático de Eucalyptus sp. por meio de duas técnicas não destrutivas. Ciência Florestal, v.33, n. 3, e70019, p. 1-15, 2023. https://doi.org/10.5902/1980509870019.
PAULA, M. H. et al. Utilização de métodos não destrutivos para caracterização simplificada da madeira de cumaru (Dipteryx odorata Willd). Biodiversidade, v. 15, n2, p. 136-149, 2016.
RIBEIRO, E. S. et al. Avaliação de propriedades mecânicas da madeira por meio de métodos destrutivos e não-destrutivos. Nativa - Pesquisas Agrárias e Ambientais, v. 4, n. 2, p. 103-106, 2016. ISSN: 2318-7670. DOI: 10.14583/2318-7670.v04n02a09.
ASSIS, M. R. et al. Estimativa de propriedades elásticas da madeira por emissão acústica e ultrassom. In: Encontro Brasileiro em Madeiras e em Estruturas de Madeira, 14, 2014, Natal/Rio Grande do Norte. EBRAMEM 2014. Natal: Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014. p. 28-30.
DUONG, D. V.; HASEGAWA, M. Relationship between acoustic wave velocity and mechanical properties in Acacia mangium wood. Maderas: Ciencia y Tecnologia, v. 26, p. 1-10, 2024. https://doi.org/10.22320/s0718221x/2024.33.
DUONG, D. V.; HASEGAWA, M.; MATSUMURA, J. The relations of fiber length, wood density, and compressive strength to ultrasonic wave velocity within stem of Melia azedarach. Journal of the Indian Academy of Wood Science, v. 16, p. 1-8, 2018. https://doi.org/10.1007/s13196-018-0227-0.
FATHI, H.; KAZEMIRAD, S.; NASIR, V. Lamb wave propagation method for nondestructive characterization of the elastic properties of wood. Applied Acoustics, v. 171, 107565, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2020.107565.
MOUSAVI, M.; GANDOMI, A.H. Wood hole-damage detection and classification via contact ultrasonic testing. Construction and Building Materials, v. 307, 124999, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124999.
TASKHIRI, M. S. et al. Ultrasonic and thermal testing to non-destructively identify internal defects in plantation eucalypts. Computers and Electronics in Agriculture, v. 173, 105396, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compag.2020.105396.
BUCUR, Voichita. Acoustics of wood, Berlin: Springer, 2ª ed., 2006, 394p.
PILOCELLI, A. et al. Resistência natural das madeiras de cumaru, cedrinho e paricá submetidas a ensaios de deterioração de campo. Ciência da Madeira, v. 06, p. 1-10, 2015. DOI: 10.12953/2177-6830/rcm.v6n1p1-10.
ACUÑA, L. et al. Modulus of elasticity prediction through transversal vibration in cantilever beams and ultrasound technique of different wood species.
Construction and Building Materials, 371, 130750, 2023.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.130750.
PALIZI, S.; TOUFIGH, V.; KAMI, M. R. Ultrasonic pulse velocity for mechanical properties determination of wood. Wood Material Science & Engineering, v. 18, p. 1966-1977, 2023. DOI: https://doi.org/10.1080/17480272.2023.2208556.
SHEYKHOLESLAMI, M. et al. Numerical Optimization of Non-destructive Ultrasonic Testing in Identifying Defects in Composite Structure of Pine Tree Trunk. Mechanics of Advanced Composite Structures, v. 11, p. 249-258, 2024.
TALLAVO, F.; PANDEY, M. D.; CASCANTE, G. Experimental and numerical methods for detection of voids in wood poles using ultrasonic testing. Journal of materials in civil engineering, v. 25, n. 6, pp.772-780, 2013.
SEBERA, V.; et al. Numerical simulation of elastic wave propagation in wood with defined tree rings. Wood Research, v. 55, n. 3, pp.1-10, 2010.
KEUNECKE, D. et al. Determination of Young’s and shear moduli of common yew and Norway spruce by means of ultrasonic waves. Wood Science and Technology, v. 41, p. 309–327, 2006. DOI: 10.1007/s00226-006-0107-4.
OZYHAR, T. et al. Determining moisture - dependent elastic characteristics of beech wood by means of ultrasonic waves. Wood Science and Technology, v. 47, p. 329–341, 2013. DOI: 10.1007/s00226-012-0499-2.
GÜNTEKIN, E., AYDIN, T. Y.; NIEMZ, P. Prediction of compression properties in three orthotropic Directions for some important Turkish wood species using ultrasound. In: 19th International Nondestructive Testing and Evaluation of Wood Symposium. General Technical Report FPL-GTR-239. V. 10 (4), 2015. p. 7252–7262.
