Máquina de ensaio para pesquisa e tecnologia de madeira: A NMBU usa o Z1200ES da ZwickRoell
Case Study
- Cliente: Universidade Norueguesa de Ciências da Vida (NMBU)
- Local: Ås, Noruega
- Indústria: Madeira
- Tema: NMBU Ensaio de madeira e elementos de construção com o Z1200 para pesquisa e ensino em pesquisa e tecnologia de madeira.
maio de 2024
Os pesquisadores da NMBU estão investigando como o clima e a silvicultura influenciam as diferentes propriedades da madeira e como essas propriedades se relacionam com o desempenho de diferentes produtos de madeira. O objetivo da pesquisa é aumentar a produção de madeira de alta qualidade e otimizar e implementar construções particularmente sustentáveis, reduzindo a pegada de carbono.
Universidade Norueguesa de Ciências da Vida (NMBU)
Universidade Norueguesa de Ciências da Vida (NMBU): Trabalho pioneiro em biociências e sustentabilidade.
A Norwegian University of Life Sciences (NMBU) é uma renomada instituição educacional em Ås, Noruega. Fundada em 1859, a universidade tem um longo histórico de promoção de educação, pesquisa e inovação nas ciências da vida. A NMBU é reconhecida internacionalmente por seus programas e áreas de pesquisa nos campos de ciências agrícolas, silvicultura, medicina veterinária, ciências ambientais, arquitetura paisagística e disciplinas relacionadas. A universidade oferece uma ampla gama de programas de bacharelado, mestrado e doutorado que atraem alunos de todo o mundo.
A pesquisa na NMBU se concentra na superação dos desafios globais nas áreas de segurança alimentar, sustentabilidade, proteção ambiental e saúde. Por meio de parcerias com governos, indústria e outras instituições acadêmicas, a Universidade contribui ativamente para o desenvolvimento de estratégias e soluções que tenham um impacto positivo na sociedade e no meio ambiente. A NMBU estimula um ambiente de aprendizado aberto e inclusivo que promove a criatividade, o pensamento crítico e a colaboração interdisciplinar. Com instalações modernas, corpo docente altamente qualificado e uma comunidade vibrante no campus, a Norwegian University of Life Sciences oferece uma plataforma inspiradora para estudantes e pesquisadores que desejam explorar os desafios e as oportunidades das ciências da vida.
As principais competências da ZwickRoell
- Excelente qualidade e confiabilidade das máquinas de ensaio para madeira.
- Consultoria competente, serviço rápido e confiável da ZwickRoell.
- Um grande número de amostras pode ser ensaiado com altíssima precisão e reprodutibilidade dos resultados.
- O software de ensaio testXpert facilita a personalização das configurações de ensaio e permite uma operação simples e segura da máquina.
- Dispositivos externos, como sondas de alta precisão e sistemas de correlação de imagens digitais, podem ser conectados para medir as deformações de diferentes amostras e juntas.
- O acionamento superior e a base inferior facilitam o manuseio de amostras de ensaio grandes.
A tarefa
Investigação das propriedades da madeira e dos elementos estruturais da madeira
De acordo com o PNUMA 2022*, cerca de 42% das emissões de gases de efeito estufa geradas pelo homem são atribuíveis ao setor de construção. Essas emissões incluem materiais e processos associados à construção e à demolição.
Por ser uma matéria-prima natural e renovável, a madeira pode substituir materiais de construção com maior emissão de carbono e, assim, contribuir decisivamente para a redução das emissões de gases de efeito estufa no setor de construção. Há uma tendência de uso da madeira em uma variedade maior de aplicações e, para muitas delas, o desempenho mecânico é importante.
A pesquisa na NMBU abrange toda a cadeia de valor da madeira, desde o setor florestal e madeireiro até o uso e a reciclagem da madeira no setor de construção. O objetivo da pesquisa é aumentar a produção de madeira de alta qualidade e otimizar e concretizar os benefícios de construções particularmente sustentáveis com uma pegada de carbono reduzida.
Como as propriedades da madeira variam muito, o conhecimento dessas diferenças é importante para a utilização eficiente desse recurso natural. O grupo de pesquisa de madeira lida com várias questões: Como o clima e as práticas florestais influenciam as propriedades da madeira? E como essas relações podem garantir a alta qualidade dos produtos de madeira?
O Timber Construction Research Group tem uma longa tradição de pesquisa no campo da construção. Os conhecimentos especializados incluem a caracterização do desempenho mecânico de conexões e componentes, o projeto de edifícios de madeira sob cargas estáticas e dinâmicas, a avaliação de edifícios de madeira existentes e a reforma de edifícios históricos e tombados.
*Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (2022). Relatório de status global de 2022 para edifícios e construções: Towards a Zero-emission, Efficient and Resilient Buildings and Construction Sector (Rumo a um setor de edifícios e construção com emissão zero, eficiente e resiliente). Nairobi.
A solução da ZwickRoell
Máquina de ensaio de materiais Z 1200 ES com uma carga de ensaio de 1200 kN
. A NMBU conta com a máquina de ensaio de materiais ZwickRoell Z1200 ES de 1200 kN, que também tem uma área de ensaio lateral com capacidade de 250 kN. A máquina faz parte do laboratório de madeira da NMBU. Ele é usado principalmente para estudos de ciência da madeira na Faculdade de Ciências Ambientais e Gestão de Recursos Naturais (MINA) e para estudos de construção em madeira na Faculdade de Ciência e Tecnologia (REALTEK).
A estrutura é equipada com um acionamento montado na parte superior que proporciona uma altura de trabalho confortável para colocar amostras grandes nas áreas de trabalho. Os componentes eletrônicos são equipados com módulos adicionais para receber sinais de vários LVDTs, células de carga e outros sensores (módulo multifuncional).
As duas faculdades usam a máquina para realizar ensaios padronizados em pequenas amostras de madeira natural, madeira modificada e vários compostos de madeira, materiais à base de madeira e madeira de construção. Os ensaios também são realizados em glulam, madeira laminada cruzada e elementos de construção. Além de sua própria pesquisa e ensino, a NMBU também realiza ensaios de materiais e protótipos para institutos de pesquisa e empresas.
O resultado
Ensaios precisos de madeira e componentes
Tanto os pesquisadores quanto os estudantes se beneficiam de uma máquina de alto desempenho com altíssima precisão que pode ser facilmente programada para configurações de ensaios personalizadas com entradas de sensores externos. "A alta capacidade é necessária para alguns dos ensaios que realizamos em madeira laminada cruzada e estruturas de madeira de suporte de carga. Isso inclui a determinação de tensões e deformações no material, bem como as propriedades de resistência e deformação de juntas feitas com fixadores mecânicos, como pregos, parafusos, buchas e cavilhas", diz o Prof. Geir I. Vestøl, do Departamento de Ciências Ambientais e Gestão de Recursos Naturais da NMBU. Até agora, as cargas mais altas ocorreram quando as forças foram testadas em elementos combinados feitos de madeira e concreto.
O ensaio de flexão da madeira de construção de acordo com a norma EN 408 é realizado no equipamento de ensaio lateral de 250 kN. Os dispositivos de medição de comprimento Heidenhain são usados para medir as deformações locais. Para análises mais detalhadas das deformações, o departamento também usa um sistema DIC da LaVision, que pode ser usado em conjunto com a máquina de ensaios. O dispositivo de ensaio lateral oferece fácil acesso às amostras e é vantajoso, por exemplo, ao ensaiar um grande número de amostras e ao usar o sistema DIC.
A alta precisão é necessária para ensaios com cargas baixas em pequenas amostras de madeira ou materiais à base de madeira, como aglomerados e painéis de fibras. A célula de carga de 10 kN é vantajosa assim que são realizados ensaios com cargas baixas, por exemplo, para determinar o módulo de elasticidade e a resistência à flexão de pequenas amostras de madeira clara (ISO 13061) ou painéis à base de madeira (EN 310).
Os pesquisadores também se beneficiam do desempenho da máquina de ensaios ao determinar a resistência à tração perpendicular ao nível do painel (EN 319) ou a dureza Brinell (EN 1534). Vestøl: "A exatidão e a precisão do posicionamento são notáveis. E a máquina adiciona muito pouco ruído aos dados ao usar as diferentes células de carga."
O dimensionamento correto das juntas de madeira é crucial para estruturas e edifícios de madeira, e a avaliação experimental é uma atividade fundamental do laboratório de madeira. As conexões de madeira são ensaiadas de acordo com a norma EN 12512 para cargas cíclicas e a norma EN 26891 para cargas estáticas.
"A máquina de ensaio para madeira é incrivelmente flexível e precisa. Graças à sua alta capacidade, exatidão e precisão, podemos ensaiar uma ampla variedade de amostras. Tudo pode ser ensaiado, desde pequenas amostras de madeira de cor clara até elementos estruturais."
Prof. Geir I. Vestøl, Universidade Norueguesa de Ciências da Vida, Faculdade de Ciências Ambientais e Gestão de Recursos Naturais
A NMBU conta com a máquina de ensaios ZwickRoell para madeira
