Contribuição para a análise de manifestações patológicas em madeira na construção com recurso à termografia: determinação da emissividade de algumas espécies de madeira empregues em Portugal
Type
masterThesis
Creator
Publisher
Identifier
PEREIRA, João Crisóstomo Alves (2014) - Contribuição para a análise de manifestações patológicas em madeira na construção com recurso à termografia: determinação da emissividade de algumas espécies de madeira empregues em Portugal. Castelo Branco: Instituto Politécnico de Castelo Branco. Escola Superior de Tecnologia. XXIV, 145 p. Trabalho de projeto.
201111861
Title
Contribuição para a análise de manifestações patológicas em madeira na construção com recurso à termografia: determinação da emissividade de algumas espécies de madeira empregues em Portugal
Contributor
Ferreira, Rui António Pitarma Sabino da Cunha
Jorge, Luís Filipe de Carvalho
Jorge, Luís Filipe de Carvalho
Subject
Emissividade
Termografia por infravermelhos (TIV)
Madeira
Inspeção de estruturas
Ensaios não-destrutivos
Emissivity
Infrared thermography (IRT)
Wood
Structures assessment
Nondestructive testing (NDT)
Termografia por infravermelhos (TIV)
Madeira
Inspeção de estruturas
Ensaios não-destrutivos
Emissivity
Infrared thermography (IRT)
Wood
Structures assessment
Nondestructive testing (NDT)
Date
2014-07-28T11:28:41Z
2021-01-31T01:30:14Z
2014
2021-01-31T01:30:14Z
2014
Description
Trabalho de projeto apresentado à Escola Superior de Tecnologia do Instituto Politécnico de Castelo Branco para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de mestre em Construção Sustentável.
Grande parte do património edificado encontra-se construído em estrutura de madeira que, devido à inexistência de manutenção, fica suscetível a ataques de agentes biológicos como fungos e insetos xilófagos. O perigo do fenómeno aumenta quando, exteriormente, apenas pequenos sinais de dano são visíveis. Só um perito os relaciona com a presença e dimensão do dano interno. Frequentemente, o dano só é revelado quando a estrutura entra em pré-colapso. A deteção precoce do dano é desejável, requerendo inspeções regulares para prevenir prejuízos às pessoas e à propriedade. A deteção de manifestações patológicas em estruturas de madeira reveste-se ainda de grande interesse para os técnicos em contextos de reabilitação de construções. Os sistemas de diagnóstico existentes, consomem muito tempo em obra e requerem a presença de equipas de pessoal se a estrutura a ser examinada não pode ser alcançada a partir do chão. Geralmente são invasivos, requerendo a realização de orifícios que podem vir a tornar-se caminhos de acesso para agentes patogénicos. Outros métodos utilizam raio x que dão a perceção de que não são seguros para a saúde. O método mais frequente é a precursão da madeira, com objeto contundente, e interpretação do som produzido. É entendido como rápido e de melhor relação custo/benefício. Os resultados estão dependentes da experiência do operador. Requerendo contacto direto com a área a ser avaliada, são necessárias uma ou duas pessoas ao nível do chão e mais quando se precisa alcançar partes superiores da estrutura, com recurso a equipamento como elevadores ou montagem de andaimes. A interpretação da informação pode ser lenta e difícil, dependendo da variedade e quantidade de elementos. As técnicas correntemente utilizadas fornecem informação apenas pontual. O todo é obtido por extrapolação, com uma prolongada série de investigações. Como metodologia de planeamento dos sistemas de avaliação das estruturas, estes devem ser utilizados dos menos para os mais invasivos, para que seja minimizado o dano na estrutura. Este trabalho investiga o papel da termografia como método de avaliação durante ou após uma inspeção visual ter sido realizada. Sendo uma técnica não destrutiva, de não contacto e versátil, pode constituir uma ferramenta de inspeção de grande utilidade. Pode ser usada previamente ou durante obras de reparação e manutenção de edifícios de grande valor histórico e artístico. Contribui para detetar diferentes teores de água, distintos estados de deterioração, perdas de densidade e defeitos, com o objetivo de avaliar o estado da madeira e localizar componentes a ser substituídos, contribuindo para a sustentabilidade, evitando-se a substituição integral dos elementos de madeira. A utilização de uma câmara de infravermelhos portátil, permite avaliar partes elevadas da estrutura, que não podem ser acedidas do chão em tempo real. Este método é não invasivo e totalmente inócuo para as pessoas. Permite a monitorização do progresso de uma patologia, o que é vantajoso relativamente a outros métodos. Neste trabalho, o método utilizado baseia-se na avaliação de imagens térmicas o qual é descrito de forma crítica. A termografia foca-se num exame visual cuidado da madeira para encontrar sinais externos que possam revelar possíveis deteriorações internas. A termografia é uma técnica pouco testada in situ para a madeira. O objetivo inicial deste trabalho é denotar o alcance e as possibilidades de utilização desta técnica, partindo de uma revisão bibliográfica ao tema. Em relação ao trabalho experimental, com a determinação da emissividade pretende-se um contributo para a utilização da técnica, considerando que a correta medição da temperatura está fortemente dependente do valor da emissividade do material. Neste trabalho são apresentados e discutidos resultados das medições da emissividade para amostras de madeira de diferentes espécies de origem nacional. Apesar de apenas recentemente estar a ser utilizada como técnica de inspeção para avaliação e diagnóstico de estruturas de madeira, os resultados apontam para um contributo efetivo nesta matéria.
ABSTRACT: Much of the built heritage is done on wooden structure which due to lack of maintenance, is susceptible to biological attack such as fungi and wood-destroying insects. The danger increases when, outwardly, only small signs of damage are visible. Only experts associate the presence and extent of internal damage. Often, the damage is only revealed when the structure fails. Preservation shall be made by early detection of damage, requiring regular inspections to prevent harm to people and property. Detection of pathological manifestations is of great interest to engineers who make assessment of timber structures, for the rehabilitation of buildings. The existing diagnostic systems, are time consuming and require the presence of team personnel. Generally are invasive, requiring drilling holes that may become access roads to pathogens . Other methods use x-ray that give the perception that they are not safe for health. The most common method is the forerunner of wood with blunt object, and interpretation of the sound produced. It is understood, quick and good cost/benefit ratio. However, the results are dependent on operator experience. Requiring direct contact with the area to be evaluated, one or two people are needed at ground level and more when you need to reach higher parts of the structure, using equipment such as lifts or scaffolding. The interpretation of information can be slow and difficult, depending on the variety and quantity of elements. The techniques currently used only provide information on short tracks of the wood elements. The whole is obtained through extrapolation with an extended series of investigations. The systems for the evaluation of the structures should take care of low invasive approach, so that the structure is damaged as little as possible. This paper investigates the role of thermal imaging as a method of assessment during or after a visual inspection has been performed. Being a non-destructive technique for non-contact it can be a versatile tool, very useful for inspection. Can be used for repair and maintenance of buildings of great historical and artistic value. Helps to detect different water contents, different states of deterioration, loss of density and defects, in order to assess the state of the timber and locate components to be replaced, contributing to sustainability, avoiding the full replacement of wooden elements. The use of an portable infrared camera, allows to evaluate the structure, which cannot be accessed from the ground in real time. This method is non-invasive and totally harmless to people. Allows monitoring the progress of a disease, which is advantageous over other methods. Hereby, the thermal imaging methodology is used and critically described. Thermography focuses on a careful visual examination of the wood to find external signs which might indicate possible internal deterioration. Thermography is a in situ technique with few experience for wood. The purpose is to denote the scope and possibilities of this technique in terms of literature review. Regarding the experimental work, the determination of the emissivity intends to contribute to the use of the technique. The correct measurement of temperature is strongly dependent on the value of the emissivity of the material. Are presented and discussed results of measurements of emissivity for wood samples from different species of domestic origin in this only recently is being used as inspection technique for the evaluation and diagnosis of wooden structures, the results point to an effective contribution in this area.
Grande parte do património edificado encontra-se construído em estrutura de madeira que, devido à inexistência de manutenção, fica suscetível a ataques de agentes biológicos como fungos e insetos xilófagos. O perigo do fenómeno aumenta quando, exteriormente, apenas pequenos sinais de dano são visíveis. Só um perito os relaciona com a presença e dimensão do dano interno. Frequentemente, o dano só é revelado quando a estrutura entra em pré-colapso. A deteção precoce do dano é desejável, requerendo inspeções regulares para prevenir prejuízos às pessoas e à propriedade. A deteção de manifestações patológicas em estruturas de madeira reveste-se ainda de grande interesse para os técnicos em contextos de reabilitação de construções. Os sistemas de diagnóstico existentes, consomem muito tempo em obra e requerem a presença de equipas de pessoal se a estrutura a ser examinada não pode ser alcançada a partir do chão. Geralmente são invasivos, requerendo a realização de orifícios que podem vir a tornar-se caminhos de acesso para agentes patogénicos. Outros métodos utilizam raio x que dão a perceção de que não são seguros para a saúde. O método mais frequente é a precursão da madeira, com objeto contundente, e interpretação do som produzido. É entendido como rápido e de melhor relação custo/benefício. Os resultados estão dependentes da experiência do operador. Requerendo contacto direto com a área a ser avaliada, são necessárias uma ou duas pessoas ao nível do chão e mais quando se precisa alcançar partes superiores da estrutura, com recurso a equipamento como elevadores ou montagem de andaimes. A interpretação da informação pode ser lenta e difícil, dependendo da variedade e quantidade de elementos. As técnicas correntemente utilizadas fornecem informação apenas pontual. O todo é obtido por extrapolação, com uma prolongada série de investigações. Como metodologia de planeamento dos sistemas de avaliação das estruturas, estes devem ser utilizados dos menos para os mais invasivos, para que seja minimizado o dano na estrutura. Este trabalho investiga o papel da termografia como método de avaliação durante ou após uma inspeção visual ter sido realizada. Sendo uma técnica não destrutiva, de não contacto e versátil, pode constituir uma ferramenta de inspeção de grande utilidade. Pode ser usada previamente ou durante obras de reparação e manutenção de edifícios de grande valor histórico e artístico. Contribui para detetar diferentes teores de água, distintos estados de deterioração, perdas de densidade e defeitos, com o objetivo de avaliar o estado da madeira e localizar componentes a ser substituídos, contribuindo para a sustentabilidade, evitando-se a substituição integral dos elementos de madeira. A utilização de uma câmara de infravermelhos portátil, permite avaliar partes elevadas da estrutura, que não podem ser acedidas do chão em tempo real. Este método é não invasivo e totalmente inócuo para as pessoas. Permite a monitorização do progresso de uma patologia, o que é vantajoso relativamente a outros métodos. Neste trabalho, o método utilizado baseia-se na avaliação de imagens térmicas o qual é descrito de forma crítica. A termografia foca-se num exame visual cuidado da madeira para encontrar sinais externos que possam revelar possíveis deteriorações internas. A termografia é uma técnica pouco testada in situ para a madeira. O objetivo inicial deste trabalho é denotar o alcance e as possibilidades de utilização desta técnica, partindo de uma revisão bibliográfica ao tema. Em relação ao trabalho experimental, com a determinação da emissividade pretende-se um contributo para a utilização da técnica, considerando que a correta medição da temperatura está fortemente dependente do valor da emissividade do material. Neste trabalho são apresentados e discutidos resultados das medições da emissividade para amostras de madeira de diferentes espécies de origem nacional. Apesar de apenas recentemente estar a ser utilizada como técnica de inspeção para avaliação e diagnóstico de estruturas de madeira, os resultados apontam para um contributo efetivo nesta matéria.
ABSTRACT: Much of the built heritage is done on wooden structure which due to lack of maintenance, is susceptible to biological attack such as fungi and wood-destroying insects. The danger increases when, outwardly, only small signs of damage are visible. Only experts associate the presence and extent of internal damage. Often, the damage is only revealed when the structure fails. Preservation shall be made by early detection of damage, requiring regular inspections to prevent harm to people and property. Detection of pathological manifestations is of great interest to engineers who make assessment of timber structures, for the rehabilitation of buildings. The existing diagnostic systems, are time consuming and require the presence of team personnel. Generally are invasive, requiring drilling holes that may become access roads to pathogens . Other methods use x-ray that give the perception that they are not safe for health. The most common method is the forerunner of wood with blunt object, and interpretation of the sound produced. It is understood, quick and good cost/benefit ratio. However, the results are dependent on operator experience. Requiring direct contact with the area to be evaluated, one or two people are needed at ground level and more when you need to reach higher parts of the structure, using equipment such as lifts or scaffolding. The interpretation of information can be slow and difficult, depending on the variety and quantity of elements. The techniques currently used only provide information on short tracks of the wood elements. The whole is obtained through extrapolation with an extended series of investigations. The systems for the evaluation of the structures should take care of low invasive approach, so that the structure is damaged as little as possible. This paper investigates the role of thermal imaging as a method of assessment during or after a visual inspection has been performed. Being a non-destructive technique for non-contact it can be a versatile tool, very useful for inspection. Can be used for repair and maintenance of buildings of great historical and artistic value. Helps to detect different water contents, different states of deterioration, loss of density and defects, in order to assess the state of the timber and locate components to be replaced, contributing to sustainability, avoiding the full replacement of wooden elements. The use of an portable infrared camera, allows to evaluate the structure, which cannot be accessed from the ground in real time. This method is non-invasive and totally harmless to people. Allows monitoring the progress of a disease, which is advantageous over other methods. Hereby, the thermal imaging methodology is used and critically described. Thermography focuses on a careful visual examination of the wood to find external signs which might indicate possible internal deterioration. Thermography is a in situ technique with few experience for wood. The purpose is to denote the scope and possibilities of this technique in terms of literature review. Regarding the experimental work, the determination of the emissivity intends to contribute to the use of the technique. The correct measurement of temperature is strongly dependent on the value of the emissivity of the material. Are presented and discussed results of measurements of emissivity for wood samples from different species of domestic origin in this only recently is being used as inspection technique for the evaluation and diagnosis of wooden structures, the results point to an effective contribution in this area.
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