I SEMANA DA TECNOLOGIA DA MADEIRA CURSO TÉCNICO PARA O SETOR DE PRODUTOS DE MADEIRA

SECAGEM DE MADEIRAS

Telefone: 19 3402- 2166 – Home page: www.anpm.org.br – email: anpm@anpm.org.br

Ivaldo P. Jankowsky

Inês Cristina M. Galina

1. INTRODUÇÃO

MADEIRA

MATERIAL COM AMPLA GAMA DE APLICAÇÕES

DEMANDA REDUZIDA DE ENERGIA

RECURSO RENOVÁVEL

HIGROSCÓPICO INSTABILIDADE DIMENSIONAL

2. IMPORTÂNCIA DA SECAGEM

SECAGEM = ETAPA MAIS IMPORTANTE NOS PROCESSOS DE

MANUFATURA DOS PRODUTOS A BASE DE MADEIRA

Redução da massa e redução dos recursos de transporte;

Aumento da resistência a ataques de fungos e insetos;

A maior retração ocorre durante a secagem, portanto as

possíveis deformações (empenamentos) e rachaduras

ocorrerão durante essa fase;

Melhora as propriedades mecânicas, tais como resistência à

compressão, à flexão e dureza;

Melhora a resistência das uniões feitas com pregos e

parafusos;

Melhora a colagem e o tratamento químico da madeira.

O acabamento feito com tintas, vernizes, e lacas, tem melhor

resultado com a madeira seca;

A secagem aumenta a resistência elétrica da madeira,

tornando-a um isolante elétrico e térmico;

Melhora a trabalhabilidade da madeira, como torneamento,

fresagem, furação, e lixamento;

A madeira seca auxilia no equilíbrio da umidade do ar dentro

de ambientes fechados.

3. CONCEITOS BÁSICOS

TEOR DE UMIDADE

QUANTIDADE DE ÁGUA PRESENTE NA MADEIRA, EXPRESSA

EM PORCENTAGEM [%]

Determinação do teor de umidade pelo método gravimétrico

(secagem a 103ºC)

Massa úmida (Mu)

Estufa a 103ºC (± 2)

Massa constante massa seca (Ms)

Mu - Ms Mu Um (%) = x 100

Cálculo de Umidade da Madeira

Umidade Base Seca – mais usual

Um (%) = x 100 Mu - Ms

Ms

Umidade Base Úmida – não recomendada para madeira maciça

Medidores elétricos de umidade

- TIPO RESISTÊNCIA

- TIPO PERDA DE POTÊNCIA

- TIPO CAPACITIVO

VANTAGENS

RESULTADOS IMEDIATOS

TRABALHO REDUZIDO

PERMITE MAIOR AMOSTRAGEM

NÃO DESTRUTIVO

MEDIDORES PORTÁTEIS

ACOMPANHAMENTO DA SECAGEM

DESVANTAGENS

MENOR PRECISÃO

FAIXA DE UTILIZAÇÃO (5 A 25%)

NECESSIDADE DE CORREÇÕES

ESPÉCIE

TEMPERATURA

GRADIENTES DE UMIDADE

MEDIDORES ELÉTRICOS DO TIPO RESISTÊNCIA

Ponto de Saturação das Fibras - PSF

Parede da fibra saturada e sem água capilar

Umidade de Equilíbrio - UE

Madeira em equilíbrio de umidade (higroscópica) com o

ambiente

LUME - ÁGUA CAPILAR

PAREDE LIGNINA

EXTRATIVOS

HEMICELULOSES

CELULOSE

ÁGUA HIGROSCÓPICA

U = 0%

U = PSF

U = MÁXIMA

ÁGUA

CAPILAR

ÁGUA

HIGROSCÓPICA

VARIAM MASSA,

VOLUME,

PROPRIEDADES

FÍSICAS E

MECÂNICAS

VARIA

APENAS

MASSA

U = UMIDADE

DE EQUILÍBRIO

RADIAL

TANGENCIAL

LONGITUDINAL

R

R T

T

R

R T

T

T

T

VARIAÇÃO DIMENSIONAL (retratibilidade)

4. DEFEITOS RELACIONADOS COM A SECAGEM

EMPENAMENTOS

DISTORÇÕES DA PEÇA EM RELAÇÃO AOS PLANOS ORIGINAIS DAS

SUPERFÍCIES

Encanoado/Abaulamento;

Longitudinal/Encurvamento;

Arqueamento;

Torcimento;

Encurvamento complexo.

EMPENAMENTOS

CAUSAS DOS EMPENAMENTOS

DURANTE A SECAGEM:

PROBLEMAS DA PRÓPRIA MADEIRA

FALHAS NO EMPILHAMENTO

FALTA DE RESTRIÇÃO NA PILHA

APÓS A SECAGEM:

A MADEIRA ESTÁ TENSIONADA, POR SECAGEM

DESUNIFORME OU FALTA DE CONDICIONAMENTO

COLAPSO

É EVIDENCIADO PELA CONTRAÇÃO ANORMAL E

IRREGULAR DA PEÇA, CAUSANDO DEPRESSÕES E

ACHATAMENTOS NAS SUPERFÍCIES.

OCORRE ANTES DO PONTO DE SATURAÇÃO DAS

FIBRAS (PSF), OU SEJA, ANTES QUE A CONTRAÇÃO

NORMAL TENHA COMEÇADO.

RACHADURAS

RACHADURAS DE TOPO

RACHADURAS DE SUPERFÍCIE

RACHADURAS INTERNAS

ENDURECIMENTO SUPERFICIAL

CAUSA PRINCIPAL DAS RACHADURAS = TENSÕES DE SECAGEM

RACHADURAS

ÁGUA

AR

CALOR

UMIDADE

TENSÃO

CAPILAR

U < 30% RETRAÇÃO

U > 30%

U < 30% RETRAÇÃO TRAÇÃO

COMPRESSÃO

TRAÇÃO TENSÕES DE SECAGEM

RACHADURAS

RACHADURAS

5. PREPARAÇÃO DA MADEIRA PARA A

SECAGEM

CARACTERÍSTICAS DA CARGA

ESPÉCIE

ESPESSURA

UMIDADE INICIAL

AMOSTRAS DE CONTROLE

ESCOLHA DAS AMOSTRAS

COLOCAÇÃO DAS AMOSTRAS NA CARGA

EMPILHAMENTO

EMPILHAMENTO

FUNÇÃO DA PILHA: ACOMODAR A MADEIRA NO SECADOR, DE

FORMA A PERMITIR A CIRCULAÇÃO DO AR.

A PILHA TEM DE SER ESTÁVEL E RESTRINGIR A MOVIMENTAÇÃO DA

MADEIRA (EMPENAMENTOS).

EMPILHAMENTO

MONTAGEM CORRETA DA PILHA

PADRONIZAÇÃO DOS TABIQUES;

ALINHAMENTO VERTICAL DOS TABIQUES;

ARRUMAÇÃO DOS TABIQUES NAS PONTAS DAS PEÇAS

ALINHAMENTO DAS PONTAS DOS TABIQUES COM A

LATERAL DA PILHA;

ALINHAMENTO OU ESQUADRO DAS PILHAS;

DIMENSÕES DAS PILHAS.

EMPILHAMENTO

EMPILHAMENTO

EMPILHAMENTO

EMPILHAMENTO

6. SECAGEM CONVENCIONAL

PROCESSO EM QUE AS TEMPERATURAS DE OPERAÇÃO VARIAM

ENTRE 40°C E 90ºC, EXECUTADO EM UM SECADOR CONVENCIONAL

SECADOR CONVENCIONAL

Equipamento que possui:

Sistema de aquecimento

Sistema de umidificação

Sistema para troca de ar

Sistema de ventilação forçada

Permite controlar:

Temperatura do ar

Umidade relativa do ar

Velocidade de circulação do ar

VANTAGENS DA SECAGEM CONVENCIONAL

- processo flexível, aplicável a diferentes tipos de madeiras

- maior controle sobre os defeitos da secagem

- possibilidade de eliminar fungos e insetos

- redução da umidade da madeira a teores desejados

- processo de secagem artificial mais utilizado no mundo

- o processo é conduzido de acordo com um

PROGRAMA DE SECAGEM

PROGRAMAS DE SECAGEM

- TEMPERATURA X TEMPO

TIPOS DE PROGRAMAS

- TEMPERATURA X POTENCIAL DE SECAGEM

-TEMPERATURA X UMIDADE

SEQUÊNCIA ESTUDADA DE TEMPERATURAS CRESCENTES E UMIDADES

RELATIVAS DECRESCENTES, EM RELAÇÃO A UMIDADE DA MADEIRA.

MAIS USUAL – TIPO UMIDADE

PROGRAMAS DE SECAGEM

- AQUECIMENTO

PROGRAMA DE SECAGEM – 3 FASES

- SECAGEM PROPRIAMENTE DITA

- UNIFORMIZAÇÃO E CONDICIONAMENTO

EXEMPLO DE UM PROGRAMA DE SECAGEM

UMIDADE Ts (oC) Tu (oC) UR (%) UE (%) P S

Aquecimento 45,0 44,0 94 21,2 **

Acima de 50 45,0 41,5 81 15,0 > 3,3

50 45,0 41,5 81 15,0 3,3

45 45,0 41,0 79 14,2 3,2

40 45,0 40,6 76 13,5 3,0

35 45,0 40,0 73 12,7 2,7

30 45,0 39,5 71 12,0 2,5

25 50,0 42,5 58 10,0 2,5

20 55,0 45,0 54 8,0 2,5

15 60,0 45,0 41 6,0 2,5

10 65,0 41,0 25 4,0 2,5

5 65,0 35,0 14 2,6 1.9

Uniformização 65,0 54,5 57 8,0 **

Condicionamento 65,0 61,5 83 14,0 **

- ESPÉCIES CONHECIDAS LITERATURA

ESCOLHA DO PROGRAMA DE SECAGEM

- ESPÉCIES NÃO CONHECIDAS CONSULTA TÉCNICA

ENSAIO EM LABORATÓRIO

TESTE EMPÍRICO

TEXTO SOBRE

ELABORAÇÃO DE PROGRAMAS DE SECAGEM

7. CONTROLE DE QUALIDADE

QUALIDADE DA MADEIRA SECA

QUALIDADE

TEMPO DE

SECAGEM

Umidade uniforme

entre peças

dentro da peça

Tensões de secagem

Defeitos de secagem

TESTES DE QUALIDADE

DISTRIBUIÇÃO DA UMIDADE NA CARGA

DISTRIBUIÇÃO DA UMIDADE NA ESPESSURA DAS PEÇAS

TENSÃO DE SECAGEM – TESTE DO GARFO

Distribuição de Umidade e Tensões - Jatobá

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 2 3 4 5 6 7 8

Nível de tensões Umidade média (%)

Fre

qu

ên

cia

(%

)

TENSÕES

UMIDADE

I N D U S T R I A 1 - A 1 - B 2 3

ESPESOR deseada 2,0 2,5 4,0 4,0

DE LA TABLA media 2,0 2,3 3,9 4,1

(cm) variación 1,9 a 2,0 2,2 a 2,7 3,5 a 4,6 4,0 a 4,8

ESPES0R DEL deseada 2,2 2,5 2,2 2,5

SEPARADOR media 2,0 2,3 1,9 2,7

(cm) variación 2,1 a 2,4 1,0 a 2,5 1,6 a 2,4 1,7 a 4,0

DISTANCIA deseada 45,0 40,0 50,0 50,0

ENTRE SEPA- media 48,2 44,8 59,8 71,9

RADORES (cm) variación 36,0 a 53,0 25,0 a 57,0 46,0 a 75,0 42,0 a 83,0

I N D U S T R I A 1 - A 1 - B 2 3

PIEZAS SIN DEFECTOS (%) 66,6 55,0 50,0 54,0

ALABEO (%) 33,4 45,0 50,0 46,0

COLAPSO (%) 0,0 0,0 0,0 0,0

I N D U S T R I A 1 - A 1 - B 2 3

TENSIONES sin tension 40,4 0,0 0,0 23,1

DE baja 44,7 0,0 19,4 15,4

SECADO intensa 14,9 100,0 80,6 61,5

CONTENIDO deseada 8,0 8,0 12,0 12,0

HUMEDAD media 6,4 6,4 10,5 10,5

FINAL (%) variación 4,9 a 10,2 5,7 a 8,6 6,1 a 20,4 8,4 a 24,3

TESTES DE QUALIDADE

O CONTROLE DE QUALIDADE DEVE SER DINÂMICO E BASEADO EM:

# AVALIAÇÃO E REGISTRO DA SECAGEM

# ANÁLISE DOS DADOS COLETADOS A CADA NOVA SECAGEM

# TOMADA DE DECISÕES E MODIFICAÇÕES NO PROCESSO

7. MANUTENÇÃO DO SECADOR

A MANUTENÇÃO PREVENTIVA DO SECADOR DEVE SER FEITA NOS MESMOS

MOLDES DA MANUTENÇÃO DOS OUTROS EQUIPAMENTOS DA LINHA DE

PRODUÇÃO.

OS PRINCIPAIS ITENS A SEREM INSPECIONADOS SÃO:

OS CONJUNTOS MOTOR/VENTILADOR (VERIFICAR SENTIDO DE

ROTAÇÃO, FIXAÇÃO E ANGULAÇÃO DAS PÁS, ROLAMENTOS);

TUBULAÇÕES E VÁLVULAS NAS LINHAS DE VAPOR E CONDENSADO;

MECANISMOS OU VÁLVULAS ACIONADORAS DAS JANELAS.

ESPECIAL ATENÇÃO DEVE SER DADA À VELOCIDADE DE

CIRCULAÇÃO DO AR EM RELAÇÃO À CARGA E A AFERIÇÃO DO

SISTEMA DE CONTROLE

EMPRESA = ## MEDIÇÃO = Velocidade de circulação do ar

DATA = # MADEIRA = #

SECADOR = QME ESPESSURA = 40 mm

Lado E Lado D Lado E Lado D

0,59 0,78 0,06 1,45 1,91 1,81

0,80 0,62 0,16 1,22 1,26 1,55

1,02 1,06 0,52 1,01 1,17 1,16

1,38 0,74 0,80 1,19 1,26 1,49

Lado Esquerdo 0,95 Superior 0,48 Lado Esquerdo 1,22 Superior 1,72

Meio 0,80 Meio 0,70 Meio 1,40 Meio 1,23

Lado Direito 0,39 Inferior 0,97 Lado Direito 1,50 Inferior 1,31

Geral 0,71 Geral 1,37

FRENTE FUNDO

Valores médios (m/s) Valores médios (m/s)

Secador QME

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7

Medição

Tem

pera

tu

ra (

oC

)

8

11

14

17

20

23

26

Um

idad

e (

%)

T (controlador)

T (aferida)

UE (controlador)

UE (aferida-frente)

UE (aferida-fundo)

SENTIDO 1

Frente Fundo

SENTIDO 2

Frente Fundo

CURVA DE SECAGEM - Eucalyptus grandis, 25 mm

0

15

30

45

60

75

90

0 5 10 15 20 25 30

Tempo (dias)

Um

ida

de

(%

)

Perda de Massa Medidor Elétrico