Programação de Secagem

Programação de Secagem

Professora: Msc. Daniele C. Potulski

Disciplina: SECAGEM DE MADEIRAS

CONTEÚDO PROGRAMÁTICO

Introdução

Fases da secagem

Fase de aquecimento

Fase de secagem

Fase de uniformização / acondicionamento

Programas de secagem

Programa tempo-temperatura

Programa umidade-temperatura

Programa baseado no potencial de secagem

Secagem artificial:

CARACTERÍSTICAS DA MADEIRA

CIRCULAÇÃO DE AR QUENTE E

SECO ATRAVÉS DAS PILHA DE MADEIRA

UR

TEMPERATURA

PROGRAMA DE SECAGEM

INTRODUÇÃO

PSICRÔMETRO

PROGRAMA DE SECAGEM:

É um plano para se aplicar a combinação correta de

temperaturas crescentes e umidade relativa decrescentes à

carga de madeira na estufa, no momento apropriado, durante o

processo de secagem.

INTRODUÇÃO

PROGRAMA DE SECAGEM:

O programa correto deve possibilitar a obtenção da madeira

seca com o mínimo de defeitos, no menor tempo possível, por

meio de mudanças de temperatura, umidade relativa e

velocidade do fluxo de ar de acordo com o teor de umidade

da madeira.

INTRODUÇÃO

Os programas de secagem variam em função da espécie,

espessura, e da qualidade desejada;

INTRODUÇÃO

Os principais fatores envolvidos na escolha de um programa

de secagem são:

Espécie de madeira (densidade, contração, etc.);

Teor de umidade inicial;

Teor de umidade final;

Espessura do material;

Uso a que o material se destina;

Equipamento de secagem;

INTRODUÇÃO

Os programas de secagem são desenvolvidos com base nas

variações do teor de umidade médio da carga de madeira

fornecidos pelas amostras teste ou por intervalos de tempo;

INTRODUÇÃO

FASES DA SECAGEM

FASE DE AQUECIMENTO

Aquecer o ambiente, a estrutura e a madeira;

Homogeneização do TU inicial da madeira – UR elevada;

A madeira é aquecida até a temperatura inicial prevista no

programa, sem iniciar a secagem superficial.

Esse efeito é obtido com o aumento da umidade relativa do ar

(próxima a 99%);

Permitindo a transferência de calor (pela diferença de

temperatura) – ~ 35 a 70 °C

E impedindo a transferência de umidade (pela saturação do ar);

Alternando períodos de aquecimento com umidificação intensa;

FASES DA SECAGEM

FASE DE AQUECIMENTO

Inicia no momento em que a estufa está carregada;

Liga- se os ventiladores e os sistemas de aquecimento e

umidificação;

A redução da UR pelo aumento da Temperatura deve ser

compensando pela liberação de vapor pelo sistema de

umidificação;

As entradas e saídas de ar devem permanecer fechadas;

TBS e TBU bem próximos (diferença 1 a 2°C) – alta UR;

Madeira susceptível a defeitos: colapso e rachaduras;

FASES DA SECAGEM

FASE DE AQUECIMENTO

MADEIRAS LEVES:

1 hora para cada centímetro de espessura da madeira;

MADEIRAS PESADAS:

2 horas para cada centímetro de espessura da madeira;

FASES DA SECAGEM

FASE DE SECAGEM

Ocorre a secagem propriamente dita;

Fase na qual é retirada a umidade do material;

As características do meio de secagem (temperatura e umidade

relativa) são ajustadas de acordo com o teor de umidade da

madeira;

Mantem a temperatura e reduz a UR;

Na medida em que a madeira perde umidade (abaixo do PSF), o

programa prevê o aumento da temperatura e a diminuição da

umidade relativa (aumento da diferença psicrométrica);

Secagem da madeira até o teor de umidade desejado;

FASES DA SECAGEM

FASE DE SECAGEM

Se divide em 3 períodos:

Acima do PSF deve-se evitar temperaturas elevadas;

Na zona do PSF deve-se aumentar progressivamente a diferença

psicrométrica, com CUIDADO;

Abaixo do PSF pode-se elevar a temperatura até atingir o TU final

desejado;

FASES DA SECAGEM

FASE UNIFORMIZAÇÃO / ACONDICIONAMENTO

Uniformização: equalizar o TU da carga de madeira em torno do

TU final desejado para as peças;

Acondicionamento: amenizar o gradiente de umidade em cada

peça de madeira e aliviar as tensões internas que se desenvolvem

durante a secagem;

FASES DA SECAGEM

FASE UNIFORMIZAÇÃO / ACONDICIONAMENTO

É a fase final da secagem;

Controle da qualidade do processo de secagem;

Finalidade:

Reduzir a variação no teor de umidade entre peças,;

Eliminar o gradiente de umidade dentro da peça;

Aliviar as tensões de secagem pelo reumidecimento das camadas

superficiais;

A temperatura e a UR na fase de uniformização e

acondicionamento dependem da temperatura final prevista no

programa e do TU final desejado para a madeira;

FASES DA SECAGEM

FASE UNIFORMIZAÇÃO / ACONDICIONAMENTO

Se esse uso final da madeira seca tolerar uma certa variação de

umidade, o processo de igualação pode ser dispensado;

Em determinados usos como na fabricação de móveis, a

uniformidade e a ausência de esforços como o endurecimento

superficial são indispensáveis.

Variação do TU final entre as peças pode variar em 2%. Ex: 8 e

10%;

Para aliviar as tensões a UR da câmara deve estar 3 a 4% acima do

TU final das peças;

FASES DA SECAGEM

FASE UNIFORMIZAÇÃO / ACONDICIONAMENTO

Para a uniformização do TU final das peças de madeira:

Quando a amostra mais seca alcançar um teor de umidade de cerca de

2% abaixo da média desejada para toda a carga, estabelece-se um teor de

umidade de equilíbrio na estufa, igual ao dessa amostra ou elevar a UR;

Mantém-se então essas condições até que a amostra mais úmida atinja o

teor de umidade final desejado para a carga;

Para o acondicionamento da madeira:

Quando a amostra mais úmida atingir o teor de umidade médio desejado,

deve-se elevar a umidade de equilíbrio dentro da câmara, 4% acima desse

teor de umidade médio desejado.

FASES DA SECAGEM

FASE UNIFORMIZAÇÃO / ACONDICIONAMENTO

Resfriamento da carga:

Evitar o choque térmico da carga;

Não abrir a câmara com alta temperatura;

A temperatura deve baixar gradativamente mantendo a EU;

FASES DA SECAGEM

A

Q

U

E

C

I

M

E

N

T

O

S

E

C

A

G

E

M

A

C

O

N

D

.

E

U

N

I

F

O

R

.

F

A

S

E

1

F

A

S

E

2

F

A

S

E

3

PROGRAMAS DE SECAGEM

PROGRAMA DE SECAGEM ESTABELECE OS PARÂMETROS PARA

CONDUÇÃO DO PROCESSO

Temperatura - TBS

UR ou UE – PISCRÔMETRO

Umidade da madeira – MEDIDOR ELÉTRICO RESISTIVO

SISTEMA DE AQUECIMENTO

SISTEMA DE UMIDIFICAÇÃO

SISTEMA DEVENTILAÇÃO

PROGRAMAS DE SECAGEM

PROGRAMA VARIA EM FUNÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DAMADEIRA

MASSA ESPECÍFICA

PERMEABILIDADE MASSA ESPECÍFICA FÁCIL SECAR

PERMEABILIDADE MASSA ESPECÍFICA DÍFICIL SECAR

CONTRAÇÃO E INCHAMENTO

CONTRAÇÃO E INCHAMENTO FÁCIL SECAR

CONTRAÇÃO E INCHAMENTO DÍFICIL SECAR (RACHADURAS EEMPENAMENTO)

ANISOTROPIA DE CONTRAÇÃO

ANISOTROPIA FÁCIL SECAR

ANISOTROPIA DÍFICIL SECAR

Ac > 2,5 SECAGEM CUIDADOSA

PROGRAMAS DE SECAGEM

PROGRAMA VARIA EM FUNÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DA

MADEIRA

GRÃ

GRÃ RETA FÁCIL SECAR

GRÃ REVERSA / INCLINADA DÍFICIL SECAR (EMPENAMENTOS)

PROPENSÃO A DEFEITOS

RACHADURA / COLAPSO / MANCHA QUÍMICA

ESPESSURA

ESPESSURA FÁCIL SECAR

ESPESSURA DÍFICIL SECAR

USO FINAL

PROGRAMAS DE SECAGEM

PARA QUE O PROGRAMA DE SECAGEM FUNCIONE:

EQUIPAMENTO DIMENSIONADO E FUNCIONANDO

PERFEITAMENTE

PROGRAMAS DE SECAGEM

PROGRAMAS DE SECAGEM

TEMPO-TEMPERATURA

UMIDADE TEMPERATURA

POTENCIAL DE SECAGEM

PROGRAMAS DE SECAGEM

Programa TEMPO-TEMPERATURA

Baseado no tempo de secagem;

Para secar madeira da mesma espécie e da mesma espessura,

destinada ao mesmo uso final;

As condições dentro da estufa são modificados dentro de

intervalos de tempo conhecidos, determinados em secagem

anteriores;

Usualmente aplicados na secagem da madeira de fácil secagem;

O TU não é levado em consideração;

Não é necessário fazer controle de umidade da carga;

PROGRAMAS DE SECAGEM

Programa TEMPO-TEMPERATURA

PROGRAMAS DE SECAGEM

Programa TEMPO-TEMPERATURA

PROGRAMAS DE SECAGEM

Programa UMIDADE-TEMPERATURA

Normalmente é mais utilizado;

Baseado no teor de umidade da madeira;

São os mais utilizados na secagem convencional;

As alterações de TEMPERATURA e UR é realizada com base no

TU médio da madeira – amostras de controle e sensores

elétricos;

Apresentam três fases bem distintas;

PROGRAMAS DE SECAGEM

Programa UMIDADE-TEMPERATURA

PROGRAMAS DE SECAGEM

Programa UMIDADE-TEMPERATURA

PROGRAMAS DE SECAGEM

Programa UMIDADE-TEMPERATURA

PROGRAMAS DE SECAGEM

Programa baseado do POTENCIAL DE SECAGEM

PS = TUatual

UE

Potencial de secagem (PS): relação entre o teor de umidade da

madeira atual (Tuatual) e a umidade de equilíbrio (UE);

PS = potencial de secagem

TUatual = teor de umidade atual da madeira (%)

UE = umidade de equilíbrio (%)

PS = 1 Equilibrada

PS < 1 Aquisição de água

PS > 1 perda de água

PROGRAMAS DE SECAGEM

Programa baseado do POTENCIAL DE SECAGEM

PS = 1 - EQUILÍBRIO: a umidade da madeira permanece a mesma, nãohavendo perdas ou ganhos, apenas é possível a movimentaçãodessa umidade dos locais de maior concentração para os de menorconcentração.

PS < 1 - AQUISIÇÃO DE UMIDADE: nesta situação, a umidade deequilíbrio é superior ao teor de umidade da madeira, o queproporciona a entrada de umidade na madeira.

PS > 1 - PERDA DE UMIDADE: o teor de umidade da madeira ésuperior à umidade de equilíbrio.

PROGRAMAS DE SECAGEM

Programa baseado do POTENCIAL DE SECAGEM

PS está relacionado com a taxa de secagem, quanto maior o PS

mais rápida a secagem:

Para definir o PS deve-se observar as propriedades anatômicas,

físicas e mecânicas da espécie à secar;

PROGRAMAS DE SECAGEM

Programa baseado do POTENCIAL DE SECAGEM

PROGRAMAS DE SECAGEM

Programa baseado do POTENCIAL DE SECAGEM

O potencial de secagem deve ser considerado como significativo

quando o teor de umidade da madeira estiver entre 30% e 25%,

permanecendo constante até o final da secagem;

PROGRAMAS DE SECAGEM

Programa baseado do POTENCIAL DE SECAGEM

PROGRAMAS DE SECAGEM

Programa baseado do POTENCIAL DE SECAGEM

PROGRAMAS DE SECAGEM

PROGRAMAS DE SECAGEM

EXEMPLO ELABORAÇÃO DE UM PROGRAMA DE

SECAGEM:

TU final da madeira = 10%

Temperatura inicial = 45 °C

Temperatura final = 65 °C

PS = 2,5

PROGRAMAS DE SECAGEM

EXEMPLO ELABORAÇÃO DE UM PROGRAMA DE

SECAGEM:

PROGRAMAS DE SECAGEM

EXEMPLO ELABORAÇÃO DE UM PROGRAMA DE

SECAGEM:

PROGRAMAS DE SECAGEM

EXEMPLO ELABORAÇÃO DE UM PROGRAMA DE

SECAGEM:

PROGRAMAS DE SECAGEM

EXEMPLO ELABORAÇÃO DE UM PROGRAMA DE

SECAGEM:

PROGRAMAS DE SECAGEM

EXEMPLO ELABORAÇÃO DE UM PROGRAMA DE

SECAGEM:

PROGRAMAS DE SECAGEM

EXEMPLO ELABORAÇÃO DE UM PROGRAMA DE

SECAGEM:

PROGRAMAS DE SECAGEM

EXEMPLO ELABORAÇÃO DE UM PROGRAMA DE

SECAGEM:

PROGRAMAS DE SECAGEM

EXEMPLO ELABORAÇÃO DE UM PROGRAMA DE

SECAGEM:

PROGRAMAS DE SECAGEM

EXEMPLO ELABORAÇÃO DE UM PROGRAMA DE

SECAGEM:

PROGRAMAS DE SECAGEM

EXEMPLO ELABORAÇÃO DE UM PROGRAMA DE

SECAGEM:

PROGRAMAS DE SECAGEM

EXEMPLO ELABORAÇÃO DE UM PROGRAMA DE

SECAGEM:

Obrigada pela atenção!

Dúvidas: danielepotulski@gmail.br