Avaliação do impacto de caruncho pequeno em estruturas antigas de madeira

A madeira foi um dos primeiros materiais de construção a ser utilizado pelo Homem, devido não só à sua relativa abundância na natureza, como também por possuir excelentes características mecânicas, físicas e de durabilidade. No entanto, por se tratar de um material orgânico de origem biológica, é suscetível a degradação, que é frequentemente causada por agentes biológicos, nomeadamente fungos e insetos. Enquanto a ação dos fungos de podridão tende a ser localizada, a ação dos insetos pode ser extensa e a infestação, geralmente, leva a uma deterioração mais generalizada na estrutura de madeira. Em Portugal, os insetos que mais problemas causam às estruturas de madeira são as térmitas subterrâneas e os insetos de madeira seca, de onde se destacam os carunchos. Os danos causados por estes agentes são justificação frequente para uma substituição total ou parcial das estruturas afetadas, uma vez que a avaliação da integridade estrutural existente se torna difícil. Esta remoção ou substituição de elementos degradados pode não ser necessária, uma vez que a segurança estrutural pode continuar garantida. Além disso, este tipo de operações é, geralmente, difícil de realizar e dispendioso. Torna-se necessária, então, uma avaliação estrutural rigorosa e devem ser tomadas medidas apropriadas para que se garanta um nível de segurança adequado, racionalizando a intervenção. No caso de ataque por carunchos pequenos, uma das grandes dificuldades que existe prende-se com a necessidade de quantificar a resistência das secções transversais da madeira com danos devido à ação destes agentes. Os efeitos desta ação podem ser considerados, de forma geral, assumindo uma redução da secção transversal ou propriedades mecânicas inferiores para essas secções transversais. No entanto, desconhece-se o impacto real da ação do inseto em estruturas de madeira, desconhecendo-se, portanto, o nível de intervenção necessário na estrutura. Assim, o objetivo principal deste trabalho é avaliar o impacto da ação de caruncho pequeno em estruturas antigas de madeira. Numa primeira fase, realizaram-se ensaios de compressão paralela às fibras e de arrancamento perpendicular às fibras em provetes de madeira antiga (Pinus pinaster Ait.) degradados por caruncho (PN), em provetes com tentativa de simulação da degradação (PA) e em provetes de controlo de madeira sã (PS). Os resultados são apresentados e discutidos. Numa segunda fase, recorreu-se à técnica de micro tomografia computadorizada (micro-CT) para a determinação da percentagem de material perdido (consumido pelos carunchos). Conhecendo-se este valor, é possível determinar-se a perda de massa volúmica decorrente da degradação. O conhecimento deste parâmetro é de extrema importância para a avaliação do estado da madeira, uma vez que é altamente correlacionável com a maioria dos parâmetros de avaliação mecânica. Foram submetidos a micro-CT 18 provetes. Estabeleceram-se correlações entre a percentagem de material perdido e as massas volúmicas (original e residual). Concluiu-se sobre os resultados obtidos e refletiu-se sobre a aplicação da técnica de micro-CT ao estudo. Apresentou-se um modelo de avaliação in situ para madeira degradada por caruncho pequeno, com base na realização de um ensaio semidestrutivo de arrancamento de um parafuso. Realizaram-se ensaios mecânicos de arrancamento perpendicular às fibras e de corte paralelo às fibras. A possibilidade de prever as propriedades da madeira através da aplicação da técnica foi discutida com base em modelos simples de regressão linear. Correlacionou-se a perda das propriedades mecânicas do elemento com a perda de massa volúmica existente e, consequentemente, a perda de massa volúmica com a resistência ao corte paralelo do elemento. Finalmente, propõe-se uma ferramenta de avaliação in situ do estado e qualidade da madeira existente

It’s what’s inside that counts: an assessment method to measure the residual strength of anobiids infested timber using micro-computed tomography

The safety assessment of old timber structures is an important issue due to the long-term behavior of wood and the structural complexity found in some older constructions. If the structure is de-graded due to the action of wood-boring insects, the complexity of the analysis increases. The objective of the work reported in this paper is to provide an assessment method to measure the residual strength of pine structural elements degraded by anobiids. Samples of degraded tim-ber were submitted to micro-computed tomography (μ-XCT) to quantify density loss being this parameter of fundamental importance for the assessment of timber structures as it is highly corre-lated with timber mechanical properties. During the μ-XCT study an empirical correlation be-tween lost material percentage (consumed by beetles) and timber apparent densities (original – before degradation and residual – after degradation) was established. The results showed an experimental high correlation (r2=0.66) between original apparent density and lost material percentage and an even higher correlation (r2=0.87) between residual apparent density and lost material percentage which confirms that μ-XCT can be validly used contributing to the 3D visualization and quantification of timber degraded elements. After the μ-XCT study, screw withdrawal and shear parallel to grain tests have been made in mar-itime pine degraded timber. Screw withdrawal force and shear strength values were related with density loss (r2=0.64 for screw withdrawal; r2=0.65 for shear strength parallel to grain). A novel assessment method for evaluating the impact of anobiid damage on timber degraded structural elements based in four major steps is proposed enabling a more quantitative assessment of the timber elements residual strength and, therefore, contributing to reduce unnecessary replacement and to provide foundations required to perform experimental modelling tests.authorsversionpublishe

Validation by micro-computed tomography of an assessment method to measure the residual strength of anobiids infested timber

The authors gratefully acknowledge the support given by Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT) within research projects: PTDC/EPH-PAT/4684/2014 (DB-HERITAGE – Database of building materials with historical and heritage interest), PTDC/ECM-EST/1072/2014 (Pro-Timber – Probabilistic assessment of existing timber structures) and PestOE/CTE/UI4028/2011 (CERENA).In this article a quantitative correlation study of pine timber structural elements, which have been subject to attack by anobiids, is presented. The main objective of the study was to establish a valid empirical correlation between the lost material percentage (consumed by beetles) and original/residual apparent density. Since the beetles’ attack produces a diffuse damage with a set of tunnels in random directions and sizes, this makes quantification more difficult. Micro-computed tomography (μ-XCT) was used to enable better assessment of material degradation state by quantifying the loss of density as this parameter is highly correlated with mechanical properties of timbers and thus central for the assessment. The results showed an experimental high correlation (r2=0.60) between original apparent density and lost material percentage and an even higher correlation (r2=0.83) between residual apparent density and lost material percentage. The results confirm the applicability of μ-XCT to define the relevant parameters for anobiid damage being this knowledge of fundamental importance for future validation of relevant non-destructive and semi-destructive techniques. After the μ-XCT study, screw withdrawal and shear parallel to the grain tests have been made in pine degraded timber. Screw withdrawal force and shear strength values were related with density loss (r2=0.82 for screw withdrawal; r2=0.78 for shear strength parallel to grain). A novel assessment method for evaluating the impact of anobiid damage on timber degraded structural elements based in four major steps is proposed enabling a more quantitative assessment of the structural soundness of the remaining timber.authorsversionpublishe

Water performance assessment of ETICS and influence on thermal conductivity, in Portuguese

PTDC/ECI-EGC/30681/2017Os sistemas de isolamento térmico pelo exterior do tipo ETICS são uma solução cada vez mais frequente na reabilitação de fachadas de edifícios em Portugal, devido não só a imposições legais, cada vez mais exigentes no que diz respeito à eficiência energética dos edifícios, mas também pelas vantagens que apresentam face a outras soluções. Ainda assim, estes sistemas compósitos possuem algumas desvantagens que continuam a condicionar o seu bom funcionamento e um estudo mais abrangente e focado na durabilidade ao longo do tempo do ETICS continua a ser necessário, devendo procurar minimizar-se anomalias na superfície e otimizar os sistemas de revestimento, evitando que o desempenho térmico da camada isolante seja afetado. Neste artigo, apresentam-se os primeiros resultados de um estudo de análise do desempenho à água de 12 soluções diferentes de ETICS, através de absorção capilar e secagem, procurando avaliar-se a capacidade de proteção à água dos acabamentos das diferentes soluções e o possível impacto de deficiências de impermeabilização na condutibilidade térmica do isolante. Todas as soluções cumprem o requisito do ETAG 004 que refere uma absorção capilar após 1 h de ensaio inferior a 1 kg/m2. Os resultados de secagem estão em concordância com os obtidos para a absorção de água por capilaridade: soluções que absorvem maior quantidade de água e mais rapidamente, também acabam por secar mais rapidamente. Ainda assim, a condutibilidade térmica dos isolantes (λ) é afetada pelo seu teor de água (Ψ), registando-se um aumento de λ com o aumento de Ψ. No entanto, este aumento não é significativo para a maioria dos isolantes, com exceção da lã mineral, onde λ aumenta muito rapidamente com o aumento de Ψ.authorsversionpublishe