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

SECAGEM DE MADEIRAS

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Ivaldo P. Jankowsky

Ins Cristina M. Galina

1. INTRODUO

MADEIRA

MATERIAL COM AMPLA GAMA DE APLICAES

DEMANDA REDUZIDA DE ENERGIA

RECURSO RENOVVEL

HIGROSCPICO INSTABILIDADE DIMENSIONAL

2. IMPORTNCIA DA SECAGEM

SECAGEM = ETAPA MAIS IMPORTANTE NOS PROCESSOS DE

MANUFATURA DOS PRODUTOS A BASE DE MADEIRA

Reduo da massa e reduo dos recursos de transporte;

Aumento da resistncia a ataques de fungos e insetos;

A maior retrao ocorre durante a secagem, portanto as possveis deformaes (empenamentos) e rachaduras

ocorrero durante essa fase;

Melhora as propriedades mecnicas, tais como resistncia compresso, flexo e dureza;

Melhora a resistncia das unies feitas com pregos e parafusos;

Melhora a colagem e o tratamento qumico da madeira.

O acabamento feito com tintas, vernizes, e lacas, tem melhor resultado com a madeira seca;

A secagem aumenta a resistncia eltrica da madeira, tornando-a um isolante eltrico e trmico;

Melhora a trabalhabilidade da madeira, como torneamento, fresagem, furao, e lixamento;

A madeira seca auxilia no equilbrio da umidade do ar dentro de ambientes fechados.

3. CONCEITOS BSICOS

TEOR DE UMIDADE

QUANTIDADE DE GUA PRESENTE NA MADEIRA, EXPRESSA

EM PORCENTAGEM [%]

Determinao do teor de umidade pelo mtodo gravimtrico (secagem a 103C)

Massa mida (Mu)

Estufa a 103C ( 2)

Massa constante massa seca (Ms)

Mu - Ms Mu Um (%) = x 100

Clculo de Umidade da Madeira

Umidade Base Seca mais usual

Um (%) = x 100 Mu - Ms

Ms

Umidade Base mida no recomendada para madeira macia

Medidores eltricos de umidade

- TIPO RESISTNCIA

- TIPO PERDA DE POTNCIA

- TIPO CAPACITIVO

VANTAGENS

RESULTADOS IMEDIATOS

TRABALHO REDUZIDO

PERMITE MAIOR AMOSTRAGEM

NO DESTRUTIVO

MEDIDORES PORTTEIS

ACOMPANHAMENTO DA SECAGEM

DESVANTAGENS

MENOR PRECISO

FAIXA DE UTILIZAO (5 A 25%)

NECESSIDADE DE CORREES

ESPCIE

TEMPERATURA

GRADIENTES DE UMIDADE

MEDIDORES ELTRICOS DO TIPO RESISTNCIA

Ponto de Saturao das Fibras - PSF

Parede da fibra saturada e sem gua capilar

Umidade de Equilbrio - UE

Madeira em equilbrio de umidade (higroscpica) com o

ambiente

LUME - GUA CAPILAR

PAREDE LIGNINA

EXTRATIVOS

HEMICELULOSES

CELULOSE

GUA HIGROSCPICA

U = 0%

U = PSF

U = MXIMA

GUA

CAPILAR

GUA

HIGROSCPICA

VARIAM MASSA,

VOLUME,

PROPRIEDADES

FSICAS E

MECNICAS

VARIA

APENAS

MASSA

U = UMIDADE

DE EQUILBRIO

RADIAL

TANGENCIAL

LONGITUDINAL

R

R T

T

R

R T

T

T

T

VARIAO DIMENSIONAL (retratibilidade)

4. DEFEITOS RELACIONADOS COM A SECAGEM

EMPENAMENTOS

DISTORES DA PEA EM RELAO AOS PLANOS ORIGINAIS DAS

SUPERFCIES

Encanoado/Abaulamento;

Longitudinal/Encurvamento;

Arqueamento;

Torcimento;

Encurvamento complexo.

EMPENAMENTOS

CAUSAS DOS EMPENAMENTOS

DURANTE A SECAGEM:

PROBLEMAS DA PRPRIA MADEIRA

FALHAS NO EMPILHAMENTO

FALTA DE RESTRIO NA PILHA

APS A SECAGEM:

A MADEIRA EST TENSIONADA, POR SECAGEM DESUNIFORME OU FALTA DE CONDICIONAMENTO

COLAPSO

EVIDENCIADO PELA CONTRAO ANORMAL E

IRREGULAR DA PEA, CAUSANDO DEPRESSES E

ACHATAMENTOS NAS SUPERFCIES.

OCORRE ANTES DO PONTO DE SATURAO DAS

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

NORMAL TENHA COMEADO.

RACHADURAS

RACHADURAS DE TOPO

RACHADURAS DE SUPERFCIE

RACHADURAS INTERNAS

ENDURECIMENTO SUPERFICIAL

CAUSA PRINCIPAL DAS RACHADURAS = TENSES DE SECAGEM

RACHADURAS

GUA

AR

CALOR

UMIDADE

TENSO

CAPILAR

U < 30% RETRAO

U > 30%

U < 30% RETRAO TRAO

COMPRESSO

TRAO TENSES DE SECAGEM

RACHADURAS

RACHADURAS

5. PREPARAO DA MADEIRA PARA A

SECAGEM

CARACTERSTICAS DA CARGA

ESPCIE

ESPESSURA

UMIDADE INICIAL

AMOSTRAS DE CONTROLE

ESCOLHA DAS AMOSTRAS

COLOCAO DAS AMOSTRAS NA CARGA

EMPILHAMENTO

EMPILHAMENTO

FUNO DA PILHA: ACOMODAR A MADEIRA NO SECADOR, DE FORMA A PERMITIR A CIRCULAO DO AR.

A PILHA TEM DE SER ESTVEL E RESTRINGIR A MOVIMENTAO DA MADEIRA (EMPENAMENTOS).

EMPILHAMENTO

MONTAGEM CORRETA DA PILHA

PADRONIZAO DOS TABIQUES;

ALINHAMENTO VERTICAL DOS TABIQUES;

ARRUMAO DOS TABIQUES NAS PONTAS DAS PEAS

ALINHAMENTO DAS PONTAS DOS TABIQUES COM A

LATERAL DA PILHA;

ALINHAMENTO OU ESQUADRO DAS PILHAS;

DIMENSES DAS PILHAS.

EMPILHAMENTO

EMPILHAMENTO

EMPILHAMENTO

EMPILHAMENTO

6. SECAGEM CONVENCIONAL

PROCESSO EM QUE AS TEMPERATURAS DE OPERAO VARIAM

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

SECADOR CONVENCIONAL

Equipamento que possui:

Sistema de aquecimento

Sistema de umidificao

Sistema para troca de ar

Sistema de ventilao forada

Permite controlar:

Temperatura do ar

Umidade relativa do ar

Velocidade de circulao do ar

VANTAGENS DA SECAGEM CONVENCIONAL

- processo flexvel, aplicvel a diferentes tipos de madeiras

- maior controle sobre os defeitos da secagem

- possibilidade de eliminar fungos e insetos

- reduo da umidade da madeira a teores desejados

- processo de secagem artificial mais utilizado no mundo

- o processo 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

SEQUNCIA ESTUDADA DE TEMPERATURAS CRESCENTES E UMIDADES

RELATIVAS DECRESCENTES, EM RELAO A UMIDADE DA MADEIRA.

MAIS USUAL TIPO UMIDADE

PROGRAMAS DE SECAGEM

- AQUECIMENTO

PROGRAMA DE SECAGEM 3 FASES

- SECAGEM PROPRIAMENTE DITA

- UNIFORMIZAO 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

Uniformizao 65,0 54,5 57 8,0 **

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

- ESPCIES CONHECIDAS LITERATURA

ESCOLHA DO PROGRAMA DE SECAGEM

- ESPCIES NO CONHECIDAS CONSULTA TCNICA

ENSAIO EM LABORATRIO

TESTE EMPRICO

TEXTO SOBRE

ELABORAO DE PROGRAMAS DE SECAGEM

7. CONTROLE DE QUALIDADE

QUALIDADE DA MADEIRA SECA

QUALIDADE

TEMPO DE

SECAGEM

Umidade uniforme

entre peas

dentro da pea

Tenses de secagem

Defeitos de secagem

TESTES DE QUALIDADE

DISTRIBUIO DA UMIDADE NA CARGA

DISTRIBUIO DA UMIDADE NA ESPESSURA DAS PEAS

TENSO DE SECAGEM TESTE DO GARFO

Distribuio de Umidade e Tenses - Jatob

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 2 3 4 5 6 7 8

Nvel de tenses Umidade mdia (%)

Fre

qu

n

cia

(%

)

TENSES

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) variacin 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) variacin 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) variacin 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 (%) variacin 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 DINMICO E BASEADO EM:

# AVALIAO E REGISTRO DA SECAGEM

# ANLISE DOS DADOS COLETADOS A CADA NOVA SECAGEM

# TOMADA DE DECISES E MODIFICAES NO PROCESSO

7. MANUTENO DO SECADOR

A MANUTENO PREVENTIVA DO SECADOR DEVE SER FEITA NOS MESMOS

MOLDES DA MANUTENO DOS OUTROS EQUIPAMENTOS DA LINHA DE

PRODUO.

OS PRINCIPAIS ITENS A SEREM INSPECIONADOS SO:

OS CONJUNTOS MOTOR/VENTILADOR (VERIFICAR SENTIDO DE ROTAO, FIXAO E ANGULAO DAS PS, ROLAMENTOS);

TUBULAES E VLVULAS NAS LINHAS DE VAPOR E CONDENSADO;

MECANISMOS OU VLVULAS ACIONADORAS DAS JANELAS.

ESPECIAL ATENO DEVE SER DADA VELOCIDADE DE

CIRCULAO DO AR EM RELAO CARGA E A AFERIO DO

SISTEMA DE CONTROLE

EMPRESA = ## MEDIO = Velocidade de circulao 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 mdios (m/s) Valores mdios (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

Medio

Te

mp

era

tu

ra (

oC

)

8

11

14

17

20

23

26

Um

ida

de

(%

)

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 Eltrico