Resultados para o tubo de 3m de comprimento e diâmetro de 6 cm

A FIG. 6.1 registra o instante de impacto no acelerômetro A, ocorrido em 0,887 10-3 s e a chegada no acelerômetro B da primeira frente de onda transversal da onda propagante, ocorrida em 1,105 10-3 s, resultando assim em um ∆t = 0,218 10-3

s. Sendo a distância entre os dois acelerômetros de 0,75 m, a relação espaço-tempo fornece uma velocidade de 3440 m/s. Comparando esta velocidade com a velocidade teórica definida pela equação (3.26), a qual resulta em 3137 m/s, pode-se dizer que a velocidade medida corresponde a velocidade da onda transversal, considerando-se um erro de 9,7%.

FIGURA 6.1 – Propagação da onda de impacto. Condições: distância entre os dois acelerômetros de 0,75 m, 1 M amostras/s e ganho do amplificador de 10 mV/ms-2.

Da teoria sabe-se que existe uma onda longitudinal se propagando na parede do tubo, contudo ela não aparece na FIG. 6.1. Olhando agora para a FIG. 6.2 ponto (b) para as mesmas condições de teste utilizando-se um ganho maior no amplificador de carga do acelerômetro B observa-se uma onda chegando em 1,027 10-3 s, o que resulta em um ∆t = 0,143 10-3 s indicando uma velocidade de 5245 m/s. Esta velocidade comparada com a velocidade teórica, definida pela equação (3.24), a qual fornece 5768 m/s, mostra que a velocidade medida está relacionada com a velocidade de uma onda longitudinal.

Olhando agora para a equação (4.9), a qual representa a velocidade da onda longitudinal plana em uma placa fina, observa-se que para o material apresentado a velocidade é cp= 5265 m/s. Esta velocidade cp apresenta uma

maior afinidade com a velocidade medida, com erro de apenas 0,4%, mostrando que a velocidade da onda que se propaga na parede do tubo está relacionada com a velocidade de propagação da placa fina, conforme descrito no capítulo 4, e não com a velocidade longitudinal do sólido.

Na mesma FIG. 6.2, é encontrado um ponto (c) em 1,104 10-3 s o que resulta em ∆t = 0,22 10 -3

s e conseqüentemente em uma velocidade transversal de 3409 m/s.

FIGURA 6.2 – Propagação da onda de impacto. Condições: distância entre os dois acelerômetros de 0,75 m, 1 M amostras/s e ganho do amplificador de 316 mV/ms-2.

Dois fatos devem ser relatados: Primeiro, o aumento do ganho do amplificador melhorou a relação entre o sinal da onda propagante e o ruído de fundo de alta freqüência gerado pela eletrônica, por radiações eletromagnéticas externa e outras fontes. Sendo assim, a correta escolha do ganho do amplificador e da sensibilidade do acelerômetro é um fator importante na capacidade de localização da onda longitudinal, que neste caso apresenta uma intensidade menor em função da direção do impacto e a direção de trabalho do acelerômetro

privilegiarem as ondas transversais. Segundo, na FIG. 6.2 nota-se um pico entre os pontos (b) e (c) o qual força a acreditar na chegada da onda transversal neste instante. Contudo este pico refere-se à chegada de um novo máximo da mesma onda longitudinal que se propaga mais rápido que a transversal. Este efeito é potencializado quando a distância entre os acelerômetros é aumentada, como pode ser visto na FIG. 6.3, onde se tem agora dois máximos da onda longitudinal chegando antes da primeira onda transversal.

FIGURA 6.3 – Propagação da onda de impacto. Condições: distância entre os dois acelerômetros de 1,5 m, 1 M amostras/s e ganho do amplificador: a) 10 mV/ms-2 ; b) 316 mV/ms-2.

A FIG. 6.3 registra o mesmo tipo de ensaio para o acelerômetro B recolocado à 2,25 m da extremidade esquerda do tubo, gerando uma nova distância relativa de 1,5 m entre os sensores. Nota-se que o aumento do ganho do amplificador do acelerômetro B garante uma maior certeza na determinação do instante de chegada da onda longitudinal, FIG. 6.3b.

Para diminuir o efeito do ruído de alta freqüência e possibilitar uma melhor visualização das ondas propagantes, o sinal foi filtrado através da técnica de wavelet-denoise, representado pela linha vermelha na FIG. 6.3. A wavelet utilizada na decomposição do sinal foi a Wavelet Daubechies 10 com 12 níveis de

a) Baixo ganho no amplificador

decomposição. A escolha da Wavelet Daubechies deveu-se ao fato desta wavelet ser a que melhor se encaixou nos sinais adquiridos dos sensores. Contudo notou-se que se o sinal for muito pequeno, isso é, da ordem da sensibilidade do equipamento de medida, o uso de wavelet-denoise para eliminar o ruído de alta freqüência por si só não permitiu recuperar o sinal da onda propagante. Neste caso a determinação do instante de chegada da onda longitudinal não é possível visto que este está perdido entre os sinais, como pode ser visto na FIG. 6.3a ponto (b). Contudo na FIG. 6.3b, na qual se tem um ganho maior no amplificador do sensor B, o instante de chegada da onda longitudinal é encontrado. Isto mostra que a escolha do ganho de amplificação é um fator importante na capacidade de detecção das ondas longitudinal e transversal.

Além disso deve-se destacar que o impacto se deu na direção transversal e o acelerômetro foi posicionado, por questões construtivas, de modo a privilegiar a detecção na direção transversal. O uso de um acelerômetro posicionado na direção axial do tubo com certeza melhoraria a detecção das ondas longitudinais.

Outro fato interessante de ser comentado são as singularidades registradas como chegada da primeira reflexão, pontos (c) e (d) respectivamente nas FIG. 6.1 e FIG. 6.2. Estas singularidades no sinal encontram-se no intervalo de tempo que se inicia em aproximadamente 0,44 10-3s e termina em 0,54 10-3s após o instante de impacto ocorrido no ponto A. Em função desta faixa de tempo, notou-se que estas singularidades referiam-se à primeira reflexão da onda longitudinal na extremidade esquerda do tubo. Ou seja é o tempo que a onda que sai em sentido contrário chega à extremidade esquerda do tubo, reflete, caminha para a direita e chega ao sensor B juntamente com as ondas diretas provenientes do impacto na posição A, gerando assim um efeito de sobreposição de ondas.

Na FIG. 6.3 ponto (d) também são encontradas estas singularidades. Sendo que neste caso o acelerômetro B está em uma posição mais próxima da extremidade direita, tem-se ondas chegando tanto desta extremidade quanto ondas chegando da extremidade esquerda. A onda que sai para a esquerda anda 0,75m, reflete, anda mais 2,25m e encontra o sensor B. A onda que sai para a direita anda 2,25m, reflete, anda mais 0,75m e também encontra o sensor B, gerando o efeito de sobreposição de ondas.