Apostila Secagem Madeira

7/31/2019 Apostila Secagem Madeira

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Prof. Dr. Ricardo Jorge Klitzke

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Curso de Secagem da Madeira - Prof. Dr. Ricardo J. Klitzke - DETF/UFPR

MDULO - 01

1 INTRODUO

Os processos relacionados com o crescimento e desenvolvimento de uma

rvore dependem do movimento da gua desde da raiz at as folhas, onde se produz

os alimentos para si e seu transporte at as zonas de crescimento. A gua o meio

de transporte e sua presena em grandes quantidades dentro da rvore uma

condio, essencial para sua vida.O contedo de umidade dentro das rvores vivas pode variar entre 35 a 200%

aproximadamente, dependendo da espcie madeireira, variando sua proporo em

relao com a massa especfica da espcie e as condies climticas da regio onde

se desenvolve.

A retirada desta gua ir ocorrer logo aps a derrubada e processamento da

rvore atravs da secagem, a qual pode ser natural (ar livre) ou artificial (em

cmara). A secagem da madeira fundamental no processo produtivo, sendo

responsvel por grande parte do valor agregado ao produto final, mas tambm

uma das aes que mais contribui nos custos no processo de transformao. Por esta

razo a busca de maior eficincia no processo de secagem deve ser procurada.

A secagem adequada da madeira ir colaborar para reduo dos custos de

produo e na qualidade do produto final. Os padres de qualidade exigidos pelo

mercado consumidor tendem a ser cada vez maiores, exigindo madeira seca emestufa, beneficiada e bem bitolada, com teor de umidade constante e embalada. O

entendimento da secagem fundamental para o desenvolvimento da indstria de

produtos de madeira, sendo impossvel a obteno de produtos com qualidade de

nvel internacional se a madeira no seca adequadamente tornando-se uma

condio determinante para o xito ou fracasso desta operao comercial.

A principal razo para secar ou condicionar a madeira, para assegurar que a

madeira esteja dimensionalmente to estvel quanto possvel, antes do uso em um


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item estrutural ou manufaturado. Quando recm cortada, a madeira comea a secar,

contraindo-se particularmente transversalmente gr, at entrar em equilbrio com

ambiente de trabalho. Na secagem, ocorre uma pr-reduo em suas dimenses.

O objetivo para assegurar que no ocorra nenhum movimento da madeira emencaixes, mveis, ligaes, etc. Dentro do produto projetado a acomodao dever

ser pequena ou desprezvel (MILLS, 1991).

A secagem hoje reconhecida como um fator vital no valor agregado de

produtos de madeira processada, dando grande importncia atualmente ao aumento

da qualidade e reduo dos custos de secagem. A diminuio disponvel de florestas

nativas, assim como, aumento da disponibilidade de florestas plantadas muito mais

caras, realando a necessidade de melhorar o processamento da madeira e reduo

dos defeitos de secagem.

2 A MADEIRA

A madeira um material orgnico, heterogneo, poroso, higroscpico eanisotrpico. orgnico porque sua composio qumica elementar formada

basicamente por carbono (C), heterogneo devido sua grande variao existente

tanto em tipos como em componentes bsico e na distribuio destes componentes.

A disposio e o arranjo diferenciado destes elementos deixam espaos vazios,

tornando portanto, a madeira porosa, com poros visveis a nvel macroscpico. Na

sua estrutura intima (ultra-estrutura) a madeira pode reter gua, fisicamente aderidas

s paredes e no interior delas, sendo portanto um material higroscpico. A madeira

ainda um material anisotrpico, ou seja, se comporta diferentemente nos

diferentes eixos de orientao. A anisotropia extremamente importante tanto no

processamento como no uso. deste modo, a madeira seca mais facilmente da direo

do comprimento, pois a permeabilidade longitudinal muito mais alta que a

transversal (radial e tangencial), e contrai mais transversalmente do que no

comprimento. A madeira, por ser resultante do crescimento orgnico de dezenas demilhares de espcies arbreas lenhosas, uma matria-prima que se caracteriza


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fundamentalmente por ser anisotrpica e heterognea. Estes atributos intrnsecos

natureza da madeira, constituem o ponto central a ser analisado quando de sua

utilizao.

As propriedades fsico-mecnicas de uma madeira, bem como inmerosoutros aspectos tecnolgicos, decorrem de fatores estruturais, sejam macro, micro

ou sub-microscpicos da parede celular. A composio qumica, varivel e peculiar

a cada madeira, tambm constitui um fator de suma importncia neste contexto.

Os avanos tecnolgicos esto voltados em torno do ferro, concreto e

plsticos e o desconhecimento que tem os engenheiros e arquitetos sobre as

propriedades e tcnicas de processamento da madeira, so fatores que tem

contribudo para que este material perca competitividade frente a outros para seu

uso na construo e na fabricao diversa. A madeira possui uma srie propriedades

que convertem em matria-prima de excelente qualidade para a fabricao de

certos produtos, destacando-se as seguintes: a relao entre a massa especfica e a

resistncia mecnica altamente favorvel; apresenta uma baixa massa especfica

em relao ao seu volume; fcil de trabalhar e de ligar-se por meio de unies

simples; a madeira quando est seca, um excelente isolante trmico, eltrico e

acstico.

2.1 IMPORTNCIA DA SECAGEM DA MADEIRA

A madeira serrada em geral contm considerveis quantidades de umidade

(gua). A sada irregular da umidade causar defeitos (rachaduras, empenamentos,

etc.) e se for mantida acima de certos valores a madeira est sujeita a ataque porfungos manchadores e apodrecedores. Por estas e outras razes proposto a

secagem da madeira.


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2.2 POR QUE A MADEIRA DEVE SER SECA?

O processo de secagem da madeira dever ser conduzido de forma gradual,

uniforme e a um teor de umidade que ser definido em funo do seu uso final.Portanto, a secagem da madeira apresenta importantes vantagens:

! A contrao da madeira em uso reduzida e as rachaduras e

empenamentos so evitados.

! A madeira quando seca fica protegida contra o ataque de fungos

manchadores e apodrecedores.

! O peso da madeira reduzido e portanto os custos de transporte so

baixos.

! Secando a madeira resulta em acrscimo significativo da resistncia

mecnica, desde que os defeitos de secagem no se desenvolvam,

especialmente rachaduras, alm de elevar a significativamente a

capacidade de fixao de pregos.

! Para obter uma pintura satisfatria ou acabamento superficial e

(normalmente) tratamento com produtos preservativos requerem uma

secagem ao ar ou em cmaras.

! O uso de secagem em cmaras mata fungos e insetos que podem estar

instalados na madeira.


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3 FATORES QUE AFETAM A SECAGEM DA MADEIRA

3.1 INERENTES A MADEIRA

3.1.1 ASPECTOS ANATMICOS

A madeira apresenta basicamente trs tipos de clulas: traqueais,

parenquimticas e prosentimticas com uma variao de forma e funo. A parede

celular apresenta uma formao complexa como pode-se observar na Figura 01.

FIGURA 01 FORMAO DA PAREDE CELULAR DA MADEIRA

3.1.1.1 Clulas Traqueais

O sistema traqueal responsvel na rvore viva pela conduo da gua e est

representada pelos traqueides e pelos vasos.

Os traqueides podem considerar-se uma forma primitiva de clula lenhosa,

e formam um volume de at 95% nas conferas. So sempre clulas fechadas,

tubulares ou libriformes, seus extremos so mais ou menos pontiagudos e as vezes


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em forma de bisel. Nas folhosas chegam a 1,5mm, j nas conferas podem ter vrios

milmetros.

Os traqueides das madeiras de primavera so de parede fina, sendo mais

fcil a comunicao clula/clula no intercmbio de lquidos. Podem possuir emsuas paredes at 300 grandes pontoaes areoladas. Os traqueides de outono, cuja

funo principal dar solidez rvore, so de parede grossa apresentando poucas

pontoaes (10-50) em posio oblqua e em forma de pequenas fissuras.

Observando os traqueides, se destacam em suas paredes umas zonas circulares ou

elpticas de paredes delgadas, que so as pontoaes, geralmente estas so

areoladas, formando uma fina membrana, com uma bveda perfurada no centro. O

engrossamento da membrana no centro forma o torus, este ao aplicar-se sobre a

abertura da pontoao se fecha hermeticamente como se fosse uma vlvula.

Se os traqueides esto situados ao lado dos raios ou das clulas

parenquimticas lenhosas, o intercmbio de substncias entre estes elementos se

facilita por meios de grandes pontoaes simples ou por semi-aureoladas, que

facilitam o intercmbio entre os elementos. As diferenas entre os tipos de

pontoaes que se formam no desenvolvimento das clulas so caractersticas

anatmicas que tem grande importncia na identificao das madeiras.

Em folhosas as clulas lelhosas primrias, parecidas aos traqueides, se

transformam em diferentes tipos de clulas com formas intermedirias, adaptadas a

diversas funes (conduo, sustentao e armazenamento).

Os vasos so elementos em forma de tubos com paredes relativamente

grossas ou bem finas, o comprimento dos vasos podem ser de vrios centmetros at

alguns metros (3 - 5) e em alguns casos podem atingir a altura do tronco.Dependendo somente do nmero de elementos que formam o vaso. So observados

nas partes terminais de cada elemento as placas de perfurao que podem ser

simples (abertas), e escalariformes ou reticuladas. Com a justa posio destes

elementos formam-se os tubos condutores, aos quais se pode aplicar as leis de

capilaridade, quando no apresentam filas no seu interior.


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3.1.1.2 Clulas Parenquimaticas

Caracterstica principal: serve para a acumulao de reserva, com grande

abundncia de pontoaes simples. So geralmente alongadas de paredes finas, se

formam por divises sucessivas do cmbio. Nas conferas s tem lugar geralmente

no final do perodo vegetativo. As clulas parenquimaticas em folhosas esto

distribudas por todo o anel anual e em sua periferia.

So agrupados para formar os tecidos podendo variar entre a estratificao

em bandas tangenciais (parnquima reto traqueal) e sua reunio ao redor dos vasos

(parnquima paratraqueal), existindo entre ambos modificaes numerosas formas

intermedirias assim como, tambm grandes diferenas na forma de cada clula.

Suas substncias de reserva so: amido, graxa, resina, polissacardeos, cidos

tnicos, etc.

3.1.1.3 Clulas Prosenquimaticas

Em todas as espcies lenhosas aparecem conjuntamente as clulas traqueais e

as de parnquima. Existe um terceiro grupo de clulas, as que formam os tecidos de

esclernquima, que exclusivo nas folhosas. As fibras de esclernquima ou de

Liber (fibras duras, clulas de sustentao) que formam a parte principal do corpo

lenhoso da rvore. Tem forma alongada e so delgadas, pontiagudas, tabicadas e

dentadas nas extremidades. Sua proporo no volume total influi diretamente nas

caractersticas de resistncia e inchamento. As paredes interiores das fibras do lber,

de espessura grossa so providas de escassas e diminutas pontoaes que em geral

tem uma forma fusiformes alongada. Como h de se admitir que as fibras do lber se

desenvolveram a partir dos traqueides e possuem um evidente parentesco com os

traqueides fibrosos tendo sido diferenciado somente dois grupos de clulas: as

clulas parenquimticas e as prosenquimticas. Que se compreende melhor

fisiolgica e terminologicamente, em especial ao observar sees microscpicas

maiores que permitam observar a disposio e a ligao das distintas classes de

clulas que formam a madeira.


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3.1.2 ESTRUTURA DAS CONFERAS

As conferas tem as vezes a estrutura mais regular e mais simples. Na seo

transversal seus traqueides, tetra, penta ou hexagonais apresentam-se em filas

radiais desde o cmbio at a medula. Entre eles esto situadas as bandas dos raios

lenhosos compostos principalmente por clulas parnquimticas que, vistas em

seo longitudinal parecem como retngulos largos e estreitos.

Os raios tem tambm traqueides, e alguns em seu interior, espaos ocos ou

canais intercelulares que em conferas contm resina.

Em seo transversal se distinguem bem os limites de crescimento dos anis

anuais como lenhos, bem marcados, de separao entre os ltimos traqueides da

madeira de outono de um ano e as primeiras clulas da madeira de primavera do

seguinte. Os traqueides de outono tem paredes grossas, enquanto que os

traqueides de primavera so de paredes finas e esto dispostos mais de forma

simtrica. A transio de um para outro tipo de clula bastante brusca, as

pontoaes so tambm diferentes nestas duas classes de madeira. Na de primavera

as pontoaes se observam somente nas paredes radiais dos traqueides, as de

outono em todas as paredes. Esta disposio pode comprovar-se muito bem naseo radial, na qual os traqueides aparecem com tubos cortados longitudinalmente

e sobre suas vem as pontoaes em projeo. Os raios, como bandas

parenquimatosas cuja forma e altura se observa na seo radial. correndo no sentido

transversal aos traqueides, mas no apresentam seus extremos afilados. Na seo

tangencial o aspecto muito diferente, pois os traqueides tem seus extremos

afilados, mostra que as pontoaes so cortadas longitudinalmente e aparecem

exatamente igual que na seo transversal. Os raios lenhosos mostram sua seo

transversal fusiforme (com canais resinferos) com clulas terminais

extraordinariamente afilados e frequentes canais resinferos que ocorrem

radialmente na parte central do raio. Na Figura 02 pode-se observar a formao

celular de uma confera (pinos, araucria, etc.).


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FIGURA 02 - ESTRUTURA ANATMICA DE UMA CONFERA

3.1.3 ESTRUTURA DAS FOLHOSAS

A estrutura muito mais complexa, por isso seu aspecto microscpico

complicado e irregular. Os vasos, que a simples vista parecem poros, do um

aspecto caracterstico na seo transversal e sua distribuio se ajusta as leis

determinadas.

Nas madeiras tropicais a disposio dos vasos bastante uniforme, mas nas

madeiras com anis de crescimento anuais os vasos mais largos se encontram em

madeira de primavera e mais estreitos nas de outono. A tendncia dos vasos

pequenos outra caracterstica utilizada na identificao de espcies.A proporo de vaso pode variar de 2 a 65% na madeira, assim como sua

distribuio influem em suas propriedades de resistncia. Madeiras de poros

agrupados em anis existem zonas regulares de mnima resistncia, isso se explica

porque madeiras com mesma massa especfica e mesma umidade., mas com

disposio dos poros em anis apresentam resistncia pouco inferior com disposio

difusa dos poros. Os vasos, quando grandes, pressionam e oprimem de tal modo os

tecidos adjacentes, que s em extenses muito pequenas possvel uma sucesso


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radial perfeita de clulas. As fibras de esclernquima, entre as quais encontram-se

os traqueides fibrosos, com caractersticas diferenciadas frequentemente muito

confusas, formam a massa principal da estrutura das folhosas. O parnquima, que

em sua maior parte se apresenta agrupado ao redor dos vasos e raios lenhosos, tempouca importncia, suas clulas redondas ou levemente poligonais em seo

transversal, esto cheias de diversas substncias de reserva. Os vasos lenhosos das

folhosas, o mesmo que os das conferas so radiais, mas apresentam uma riqueza de

formas maiores que nas conferas, no sentido tangencial esto sempre formados por

uma camada de clulas, e excepcionalmente, por vrias camadas agrupadas em

linhas nas folhas estando formados tanto por uma camada de clulas como por

vrias.

Por ter os raios lenhosos a dupla misso de conduzir a seiva e armazenar

substncias de reserva, no desenvolvimento muito intensivo paralelo a formao

do lenho, contudo, produzem na madeira superfcies de menor resistncia que

facilitam a formao de fissuras e que so a causa da baixa resistncia a trao.

Nas sees radial e transversal so mostrados os extremos muito afilados das

fibras do lber, terminados em forma de cunha, assim como a conhecida disposioestratificada do parnquima lenhoso e dos grandes vasos que nestas sees se

apresentam cortados longitudinalmente. Suas pontuaes, as vezes escassas, suas

pontoaes so extraordinariamente densas nas parte prximas a outros vasos, ao

parnquima e aos raios. Sendo em geral pontoaes areoladas, exceto as que se

comunicam com os raios e parnquima. Os traqueides das folhosas possuem

tambm pontoaes areoladas. Finalmente o lber, cujas vigorosas fibras, apenas

esto unidas na rede condutora, contribui na formao do corpo lenhoso. Anecessidade de gua menor e mais uniforme das conferas a causa de que tenham

uma estrutura muito mais simples. Nestas, um s tipo de clula, os traqueides,

podem atender a dupla misso de conduzir a gua e dar solidez da rvore. Na Figura

03, pode-se observar a formao celular de uma folhosa (eucalipto, imbua, etc.).


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FIGURA 03 - ESTRUTURA ANATMICA DE UMA FOLHOSA

3.1.3.1 Influncia das Pontoaes

A estrutura normal da parede das clulas interrompida por pontuaes, as

quais aparecem no perodo de crescimento das clulas, podendo ser observada na

Figura 04.A translocao radial da gua na rvore feita pelas pontuaes, as quais so

localizadas na parede secundria entre as clulas adjacentes. Duas pontoaes

ligadas entre clulas vizinhas formam um par de pontuaes. O transporte de gua

pelas clulas adjacentes ocorrem pelos lmens atravs das membranas das

pontoaes as quais consistem de parede primria e de lamela mdia. As diferentes

formas das pontoaes so caractersticas distintivas na identificao microscpica

de madeira e fibras.


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FIGURA 04 - COMUNICAO DE UM PAR DE PONTOAES AREOLADAS

3.1.3.2 Aspirao da Pontoao

Uma comum modificao das pontoaes areoladas o deslocamento lateral

da membrana torus. Este fenmeno chamado de aspirao, usualmente onde

ocorre quando o alburno transformado em cerne ou quando a madeira seca.

Aparentemente isto resultado de altas tenses estabelecidas fornecendo um

menisco na abertura das pontoaes e nas aberturas da membrana atravs do

movimento de sada da gua (seiva). Em conferas o torus sela as aberturas e,

portanto bloqueando a passagem atravs da pontuao.

Os pares de pontoaes de madeira de conferas, que podem explicar a

diminuio na permeabilidade, afetando diretamente na secagem, particularmente

em madeira de cerne. A aspirao da pontoao, nas quais o torus seguro, muito

justo contra a abertura, provavelmente por ligaes de hidrognio entre adjacentes

cadeias de celulose tornando a passagem a gua obstruda reduzindo a sua

permeabilidade, na Figura 05 pode-se observar a pontoao areolada no aspirada

(A) e aspirada (B).


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FIGURA 05 - A) PONTUAO NO ASPIRADA; B) PONTUAO ASPIRADA

A

B


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3.1.4 MASSA ESPECFICA

A massa especfica uma das mais importantes propriedades fsicas da

madeira. A maior parte dos aspectos tecnolgicos desta matria-prima esto

relacionados com a massa especfica, a qual serve para avaliar e classificar

uma madeira.

A massa especfica reflete-se tambm as caractersticas de resistncia da

madeira. Madeiras pesadas so em geral mais resistentes, elsticas e duras. J

madeiras com menor massa especfica, tendem a apresentar menor resistncia

mecnica, estabilidade dimensional.

A massa especfica aparente da madeira a relao entre a massa e o volume

da mesma pea de madeira a um teor de umidade conhecido em g/cm3 ou em

kg/m3. A seguir ser apresentada a frmula utilizada para seu clculo:

( )3

U

U

AP cm/gV

M

ME = Onde:

MEAP = Massa Especfica Aparente (g/cm3)

M = Massa da pea de madeira (g)

V = Volume da amostra de madeira (cm3)

U = teor de umidade (0, 12, 15, 30 ou verde) (%)


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TABELA 01 - MASSA ESPECFICA (DENSIDADE)- ME (KG/M3)

ESPCIE ME verde(kg/m3)

ME (12%U)(kg/m3)

Balsa 830 120Kiri 860 220

Guapurvu 880 260

Pinus 1000 450

Pinho 1050 500

Imbia 1050 650

Ip 1150 850

ngico 1200 900

Massaranduba 1250 1050

A massa especfica influenciada por fatores internos e externos madeira.

Como fator interno destaca-se a estrutura anatmica do lenho. Dentre os fatores

externos citam-se aspectos do local de crescimento das rvores, tais como, clima,

solo, altitude, umidade do solo, declividade, vento, espaamento e associao de

espcies, bem como intervenes silviculturais do tipo adubao, poda, desbaste e

densidade do povoamento.

A correlao entre massa especfica e a espessura dos anis de crescimento

assunto desde h muito tempo. As principais concluses indicam que em folhosas

com porosidade em anel, a massa especfica diretamente proporcional a largura

dos anis de crescimento. Isto ocorre porque poros de grande dimetro so

formados apenas no incio do anel de crescimento, de modo que em anis largos h

maior percentagem de lenho tardio. Folhosas de porosidade difusa quase no se notavariao relativa largura dos anis, devido estrutura relativamente homognea

do lenho.

Em conferas, a massa especfica aumenta com a diminuio da largura dos

anis de crescimento. Quanto mais largo o anel, maior a percentagem de lenho

primaveril, o qual tem baixa massa especfica.


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3.1.4.1 Influncia dos Extrativos na Massa Especfica

A massa especfica de uma madeira depende da quantidade de extrativos que

se encontram nas mesmas. A massa especfica usualmente determinada sem a

remoo dos extrativos, resultando em avaliao excessiva da substncia madeira.

Estudos feitos com vrias espcies de pinus levaram concluso de que a

massa especfica varia em funo da retirada ou no dos extrativos.

Em folhosas d-se freqentemente a formao de tilos. Estes so expanses

vasiculares de clulas parequimticas que penetram nos lmens dos vasos atravs

das pontuaes. A presena de tilos causa dificuldade na secagem e na preservao

da madeira, por obstruir os caminhos normais de circulao de lquidos,

aumentando consideravelmente a massa especfica da mesma.

A presena de substncias minerais em algumas espcies tais como cristais

de oxalato de clcio e slica, tambm contribui para o aumento da massa especfica

de uma madeira.

O contedo de resina aumenta a massa especfica de uma madeira, a

densidade desta substncia varia em conferas entre 0,985 1,073 g/cm3. A resina

de Guaiacum mais densa, da ordem de 1,23 1,25 g/cm3. Estes valores mostramclaramente que a quantidade de resina influncia decisivamente na massa especfica

da madeira.

A influncia de substncias orgnicas e inorgnicas na massa especfica da

madeira foi constatada apenas para o alburno de certas espcies de rvores.

3.1.4.2 Massa Especfica no Interior do Tronco

Devido ao fato dos anis de crescimento variarem em espessura na direo

medula at a casca, verificam-se nesta mesma direo variaes correspondentes em

massa especfica. A madeira obtida de plantaes ou povoamentos naturais de

folhosas ou conferas, folhosas e conferas respectivamente, indica que a massa

especfica na referida direo, atingindo um valor mais ou menos constante aps um

certo nmero de anos.


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Para as madeiras de conferas, verifica-se geralmente um ntido aumento da

massa especfica a partir da medula, por um certo nmero de anis. Em folhosas,

devido ao papel preponderante desempenhado pelo cerne, manifesta-se geralmente

uma diminuio da massa especfica na mesma direo.A diferena de massa especfica especialmente notada em espcies que

apresentam cerne distinto; nas com cerne fisiolgico ou apenas alburno, as

diferenas so menos sensveis. Ao longo do tronco existem igualmente grandes

variaes em massa especfica, encontrando-se valores mximos na base do mesmo,

onde so requeridos de modo especial tecido rijos de sustentao, decrescendo a

medida que diminui a distncia em relao a copa.

3.1.5 CONTRAO E O INCHAMENTO DA MADEIRA (ANISOTROPIA)

A anisotropia traz como consequncia diferentes valores para o inchamento e

para a contrao nos trs sentidos de orientao da madeira. Esta diferena se deve a

estrutura microscpica e submicroscpica da madeira. A maior alterao

dimensional se manifesta no sentido tangencial, depois no sentido radial e

finalmente no longitudinal, que por ser to baixa, normalmente negligenciada na

prtica. As relaes entre as contraes verificadas nos diferentes sentidos indicam:

10 (tangencial) : 5 (radial) : 0,1 (longitudinal).

A pequena alterao no sentido longitudinal explica-se por estarem a maioria

dos elementos estruturais constituintes da madeira organizados verticalmente, o que

faz com que o nmero de paredes por cm2 seja bem menor neste sentido. Alm

disso, cada fibra de madeira tende muito pouco a se contrair axialmente devido ainclinao das micrifibrilas de celulose constituintes da parede celular propiciarem a

contrao da clula em sua seo, e no na direo do seu comprimento. Algumas

vezes podem mesmo ocorrer contraes negativas ao longo da gr, isto , a madeira

pode ter dimenso axial um pouco maior na condio seca que verde. Na Figura 06,

pode-se observar o comportamento fsico sofrido pela madeira devido a anisotropia

aps a secagem.


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FIGURA 06 COMPORTAMENTO DA MADEIRA DEVIDO A ANISOTROPIA

A mudana de volume da madeira que se verifica devido a desoro adsoro

de gua considerada uma de suas propriedades fsicas mais importantes, afetando

e limitando consideravelmente o seu uso industrial em vrios ramos de utilizao.

O aumento de volume ou inchamento de uma madeira, deve-se,

principalmente, incluso de molculas de gua nos espaos submicroscpicos

localizados entre as micelas, afastando-as, alterando as dimenses da madeira. Da

mesma forma, a diminuio de volume deve-se a retirada de molculas de gua dos

espaos mencionados por evaporao, ocasionando a aproximao das michelas e

finalmente a retrao da madeira.

A anistropia de contrao a relao entre a contrao mxima tangencial e a

contrao mxima radial. A avaliao da qualidade da madeira segundo sua

anisotropia esta apresentada na tabela 02.


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TABELA 02 AVALIAO DA QUALIDADE DA MADEIRA SEGUNDO O COEFICIENTEDE ANISOTROPIA

Coeficiente deAnisotropia Qualidade daMadeira

< 1,5 Madeira muito estvel

1,6 at 2,0 Mdia baixa

2,0 at 2,5 Mdia alta

>2,6 Madeira muito instvel

Madeiras que apresentarem alta Contrao Volumtrica, alta Anisotropia deContrao e Massa Especfica elevada so madeiras com grandes dificuldades de

secagem, devendo ser empregado programas de secagem brandos.

3.1.6 PERMEABILIDADE

definida para os lquidos como a medida de maior ou menor facilidade de

escorrimento em um material poroso, sobre a influncia de um gradiente de presso.

A permeabilidade obedece a lei de Darcy, que estabelece que a permeabilidade

igual a razo entre o fluxo e o gradiente de presso. O fluxo definido como a razo

de escorrimento por unidade de rea de seo transversal em um determinado

tempo, e gradiente de presso, como a diferena de presso que causa o

escorrimento por unidade de comprimento do material poroso. Assim para uma

amostra de madeira a equao de permeabilidade segundo SIAU (1971) :

( )

=

=

seg.dinas

cm.cm

A.t.P

L.V

L/PP

)T.A/(VPe

3

12

Onde:

Pe Permeabilidade (cm3.cm);

V - Volume do lquido escorrido atravs da madeira (cm3

);t - Tempo de escorrimento (seg);


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P - Gradiente de presso existente entre os extremos da madeira

(dinas/cm2);

A rea da amostra (cm2);

L - Comprimento da amostra de madeira em direo ao escorrimento(cm).

3.1.6.1 Permeabilidade em Conferas

A conduo de lquidos est relacionada com os traqueides axiais e radiais e

com suas pontoaes areoladas, ocorre ainda por parnquima axial e radial com

suas pontoaes simples, e semiareoladas, por canais resinferos, longitudinais,

transversais e por clulas epteliais. Os traqueides constituem em maior

percentagem do volume (cerca de 93%). A translocao dos lquidos ocorre atravs

destes elementos essenciais.

A conduo de lquidos ocorre nos sentidos, radial, tangencial e longitudinal.

A permeabilidade maior na direo longitudinal devido a facilidade do fluxo no

sentido das fibras, para a permeabilidade na direo transversal, a conduo radial

maior que a tangencial devido a maior permeabilidade dos traqueides e dosparnquimas radiais. A permeabilidade na direo das fibras 50 - 100 vezes maior

que perpendicular as fibras.

A permeabilidade do lenho tardio maior do que a do lenho inicial, apesar de

sua maior densidade, isto ocorre por razo do lenho tardio possuir membranas das

pontoaes areoladas mais resistentes a aspirao pela sua maior espessura de

parede e rigidez.

A permeabilidade do alburno maior que do cerne, devido a maior

quantidades de pontoaes aspiradas e obstrues destas por resina existentes no

cerne. O alburno submetido a secagem 200 vezes mais permevel que o cerne. A

permeabilidade em conferas est controlada quase que exclusivamente pelas

pontoaes areoladas. As aspiraes de pontoao se constituem em um importante

fator da conduo da gua livre dentro da madeira, sendo a tenso capilar, a causa

de sua ocorrncia.


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3.1.6.2 Permeabilidade nas Folhosas

A conduo de lquidos realizada nos sentido radial, tangencial e

longitudinal como nas conferas, atravs das suas pontoaes as quais unem os

elementos estruturais e pelas placas de perfurao dos vasos.

A permeabilidade do alburno maior que a do cerne e se realiza da mesma

forma que nas conferas exceto quando os vasos esto obstrudos por tiloses as quais

reduzem a permeabilidade. A translocao de lquidos em folhosas mais complexa

que em conferas devido o efeito dos poros por produzirem os tilos, madeiras com

porosidade anelar a permeabilidade maior que em madeiras com porosidade

difusa.

3.1.7 TEOR DE UMIDADE

Uma rvore quando recm cortada apresenta grande quantidade de gua na

sua estrutura, variando esta quantidade segundo a poca do ano, regio de

procedncia e a espcie florestal. Madeiras leves, por serem mais porosas

apresentam maior quantidade de gua que as madeiras mais pesadas. Da mesmaforma o alburno, por ser formada por clulas cuja funo principal a conduo da

gua, apresenta um contedo de umidade maior que o cerne. Em outras palavras a

porcentagem de umidade varia muito entre as espcies, variando ainda, dentro da

prpria espcie e ainda dentro do tronco da rvore, tanto no sentido medula-casca

como no sentido base-topo.

A relao entre a gua total e a matria seca lenhosa muito varivel em uma

pea de madeira, estando sujeita a influncia de vrios fatores, entre eles, a estrutura

celular e a massa especfica da madeira.

O cerne no permite contedo de umidade elevado devido as substncias

fenlicas infiltradas e contidas em suas clulas, no entanto, o alburno pode

acumular mais de 100% de seu peso em gua, podendo chegar a 400% em

madeiras muito leves exemplo; os lamos (Populus sp), balsa (Ochroma logopus) e

o pinho cuiabano (Ceiba pentandra) entre outras. A gua contida na madeira se


22/119


22

encontra sob diferentes formas (gua livre ou capilar, e gua de impregnao ou

higroscpica)

3.1.7.1 gua Livre (Capilar)

a gua que se encontra ocupando as cavidades celulares o lmen dos

elementos vasculares, resultando numa condio de verde para a madeira. A

quantidade de gua livre que conter uma madeira esta limitada por seu volume

poroso.

Ao iniciar a secagem, a gua livre vai saindo facilmente pela evaporao, j

que mantida na madeira atravs de foras capilares muito fracas, at o momento

em que no se contm mais este tipo de gua. Neste ponto a madeira estar no que

se denomina ponto de saturao das fibras (PSF), que corresponde a um contedo

de umidade entre 28 e 32%. Quando a madeira alcana este condio, suas paredes

esto completamente saturadas, mas suas cavidades (lmens) esto vazias.

Um dos fatores limitante na secagem da madeira a retirada da gua capilar

na forma lquida das cavidades das clulas da madeira. Normalmente, deve-seutilizar baixas temperaturas durante as etapas iniciais da secagem devido aos riscos

associados remoo rpida da gua a altas temperaturas. Deve-se desenvolver

curvas de secagem especficas para cada espcie de madeira e at mesmo entre a

mesma espcie dependendo do uso final do produto a ser gerado.

Durante esta fase de secagem, a madeira no sofre variao dimensional,

nem alteraes de suas propriedades mecnicas. Por esta razo, o PSF muito

importante desde o ponto de vista fsico-mecnico e de algumas propriedades

eltricas da madeira.

3.1.7.2 gua de Impregnao (Higroscpica)

gua que se encontra nas paredes celulares, tambm chamada de gua de

impregnao ou higroscpica. Exista uma teoria de que a gua de impregnao esta

constituda por hidrognios fixados principalmente por grupos hidroxilas da


23/119


23

celulose, das polioses e em menores quantidades na lignina formando pontes de

hidrognio.

Durante a secagem da madeira, quando est perdeu sua gua livre por

evaporao e continua secando-se, a perda de umidade ocorre com maior lentidoat chegar a um estado de equilbrio higroscpico com a umidade relativa da

atmosfera circundante.

Para maioria das espcies, o equilbrio higroscpico esta entre 12 e 18% de

contedo de umidade, dependendo do lugar de onde se realiza a secagem. A

madeira seca ao ar livre s pode alcanar estes valores de umidade de equilbrio.

Para obter contedos de umidade menores, deve-se recorrer a secagem artificial.

Se o movimento da gua capilar relativamente simples de ser

compreendido nos seus aspectos fsico e matemtico, o mesmo no ocorre com o

movimento da gua de impregnao e do vapor de gua, que ocorrem

simultaneamente por meio de difuso em um tipo de transporte conhecido como

transporte em estado instvel. Nessas condies, o fluxo de umidade e o gradiente

so variveis no espao e no tempo.

A gua higroscpica move-se por difuso atravs das paredes celulares, em

conseqncia de foras originadas pelo gradiente de umidade. A contribuio do

vapor dgua, para a quantidade total de gua movimentada, pode ser desprezada

nas condies normais de secagem. A rapidez ou facilidade de secagem (coeficiente

de difuso da gua higroscpica) varia diretamente com a temperatura e a umidade,

inversamente com a densidade e depende da direo estrutural da madeira.

3.2 FATORES FSICOS DA SECAGEM

A secagem da madeira pode ser definido como um balano dinmico entre a

transferncia de calor do fluxo de ar para a madeira, superfcie de evaporao da

madeira, difuso da umidade atravs da madeira e a vazo de massa da gua livre

(HART, 1966).

A transferncia de calor e a superfcie de evaporao pelas condies

externas, e o movimento da umidade do interior para a superfcie controlado


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24

principalmente pelas propriedades da madeira, como: permeabilidade e a massa

especfica. O equilbrio entre os fatores externos e internos atingido durante a

secagem em estufa atravs do programa de secagem.

Segundo PONCE E WATAI (1985), o teor de umidade pode variar muito,desde 30 at 200% em relao ao seu peso seco. aps a derrubada da rvore, a

madeira comea a perder umidade seiva, para o meio ambiente.

Segundo KOLLMANN (1959), a gua existente na madeira pode ser

classificada de duas maneira:

gua livre ou capilar: localizada nos lumens celulares e espaos

intercelulares, retida por foras capilares.

gua de impregnao ou higroscpica: aquela que se encontra nas

camadas polimoleculares nos espaos submicroscpicos da parede

celular, ligada por foras eltricas conhecidas como pontes de hidrognio.

Estes dois tipos de gua desempenham funes diferenciadas no processo de

secagem da madeira. Enquanto que a gua capilar mais importante para as

propriedades trmicas e eltricas. A gua higroscpica age principalmente sobre as

propriedades fsicas e mecnicas da madeira, SANTINI (1996).

3.2.1 MOVIMENTO DA CAPILAR NA MADEIRA

Segundo KOLLMANN & CT (1968), afirmam que, a cima do PSF, o

movimento de umidade do interior para a superfcie causado por foras capilares,

e segue as leis de Poiseuiele, a qual descreve este tipo de movimento de uma

maneira. Em um capilar cheio com determinado lquido, o movimento de gua produzido pelas diferenas existentes em tenso, devido as foras existentes na

superfcie do menisco dentro do capilar. a fora de tenso T em um menisco

balanceado de um capilar com raio r, pode ser calculado utilizando-se a equao

abaixo demonstrada:


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25

T Hxdd

dxrxd

t

r= = =

2

onde:

T = tenso capilar, g/cm3

H = altura de ascenso do lquido no capilar em, cm

d = densidade da gua, g/cm3

r = raio do capilar, cm

= tenso superficial da gua, g/cm

Pode ser observado na figura 01, um menisco balanceado e outro no

balanceado. A presso do vapor sobre o menisco balanceado(cncavo) menor que

a presso de vapor sobre o menisco no balanceado (plano), existindo portanto o

movimento de gua capilar da direo do menisco mais cncavo em funo do

gradiente de presso criado pela evaporao na superfcie superior e condensao na

inferior.

Segundo STAMM (1964), o movimento capilar favorecido pelo aumento

da temperatura, pela existncia de bolhas de ar no interior das clulas e peloaumento do dimetro das pontuaes.


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26

Figura 01 - Esquema simplificado do movimento de gua em um capilar

(adaptado de KOLLMANN & CT, (1968))

3.2.2 MOVIMENTO DE DIFUSO DA GUA NA MADEIRA

Abaixo do PSF o movimento da umidade atravs da madeira considerado

um fenmeno de difuso. A gua de impregnao move-se atravs das paredes

celulares por um gradiente de umidade, evapora e atravessa as cavidades celulares

por um gradiente de presso de vapor, torna a condensar para atravessar as paredes

celular, e assim sucessivamente at atingir a superfcie da madeira (HART, 1975).

Esta passagem de gua de impregnao atravs das paredes celulares deve-se

ao pulo molecular ao acaso onde a molculas pularam de um local de adsorso

para outro apenas quando a fora atraente e o trabalho de abrir a estrutura da

madeira forem maiores que as foras atraentes do local de origem. Logicamente as

molculas adsorvidas na segunda camada ou em camadas moleculares subsequentestero mais facilidade de se mudar do que as molculas da primeira camada. O


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27

movimento do vapor dgua atravs das cavidades celulares, cmaras de

pontuaes, aberturas da membrana da pontuao e espaos intercelulares

estabelecido quando grande parte das foras capilares cessam ficando nas cavidades

celulares apenas ar e vapor dgua, estabelecendo-se assim um gradiente de pressode vapor resultante de diferenas de umidade relativa do ar confinado nestes

espaos e do ar que envolve a madeira.

Como o fluxo e o gradiente so variveis no tempo e no espao, quando

seca-se a madeira, a segunda lei de FICK representada abaixo, a que melhor

expressa o fluxo por difuso.

dm

dtDg

d M

dx=

2

2

onde:

dm/dt = quantidade de umidade removida (m) na unidade de tempo (t)

Dg = coeficiente de difuso mdio (cm2/s)

d M

dx

2

2= variao da umidade na distncia (x)


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28

3.2.3 PROCESSO FSICO DA SECAGEM

No processo de secagem da madeira fornecida energia trmica para

promover a retirada da umidade da madeira. A quantidade de energia necessria

para retirada da gua varia com o teor de umidade que a madeira apresenta, como

pode-se observar no Grfico 01.

3.2.3.1 Transferncia de calor na secagem da madeira

A transferncia de calor superfcie da pea de madeira ocorre por

conveco forada (ventilao) e da superfcie para o interior da madeira por

conduo (molcula a molcula).

No incio da secagem, quando a madeira est verde, a transferncia de calor

superfcie o fator mais importante, onde, altas velocidades do ar favorecem uma

secagem mais rpida. A medida que a madeira vai perdendo umidade o processo

fsico de transferncia de calor por difuso vai ganhando maior importncia, no

sendo necessrio grandes velocidades do ar. Atualmente existem equipamentos com

capacidade de variar a velocidade do ar durante a secagem da madeira.

3.2.3.2 Transferncia de massa na secagem da madeira

A transferncia de massa de molculas de gua ocorre do interior superfcie

da pea de madeira por capilaridade at aproximadamente o ponto de saturao das

0100200300400500600

700800900

1000

0 20 40 60 80 100 120 140

Teor de Umidade (%)

Energia(cal/g)


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29

fibras (PSF + 30%) e abaixo do PSF a transferncia de massa ocorre por difuso.

Da superfcie da pea de madeira para o meio secante a transferncia de massa

ocorre por difuso (molculas d'gua).

3.2.3.3 Fases da secagem

! Fase - 1 Retirada da gua livre

Ocorre o movimento capilar da gua do interior para a superfcie da madeira,

sofrendo uma reduo da umidade de forma linear, sem causar a contrao da

madeira .

! Fase - 2 Retirada da gua livre e higroscpica

Esta fase tem inicio quando o movimento capilar bastante reduzido no

interior da madeira, iniciando o movimento de difuso para retirada da

gua de impregnao. Nesta fase a conveco comea a perder em

importncia, passando a ser mais importante a transferencia de calor por

conduo.

O movimento de massa por difuso passa a ser intensamente interno e

externo. A difuso na madeira (interna) chamada impedida, ocorre por 3caminhos;

! Lmen Pontoao - Lmen pontoao meio exterior.

! Lmen Parede Lmen Parede meio exterior (80 a 90%)

! Da parede celular para o meio exterior

PROCESSO DE DIFUSO a transferncia de molculas de gua de um

zona de alta presso de vapor para outra de menor presso de vapor gera um

movimento expontneo que ocorre atravs dos gradientes de presso.

A difuso da gua fixada na parede celular considerada um fenmeno

molecular chamado pulo molecular ao acaso. O coeficiente de difuso aumenta

rapidamente com o aumento do teor de umidade (a mobilidade das molculas

adsorvidas aumenta com o aumento da polimolecularidade de fixao). A lei geral

de Fick quando aplicada a madeira, os valores calculados teoricamente representam

o dobro dos valores experimentais no sentido longitudinal e 30 vezes no sentido


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30

tangencial, atribuda a difuso impedida. Os principais fatores que influem no

coeficiente de difuso so proporcionais a temperatura e ao gradiente de umidade e

inversamente proporcionais a massa especfica e a estrutura anatmica.

O TRANSPORTE DE UMIDADE DURANTE A SECAGEM DA MADEIRA UMA

COMBINAO DO MOVIMENTO POR DIFUSO E POR CAPILARIDADE.

! Fase 3

A importncia da conveco muito pequena, sendo a conduo muito

importante. O movimento de massa somente por difuso interna e externamente.

Obs. O ideal manter a fase 1 o mximo de tempo possvel

3.2.4 DETERMINAO DA UMIDADE DA MADEIRA

3.2.4.1 Mtodo de secagem em estufa

O contedo de umidade da madeira afetado pelo ambiente e pelas

caractersticas intrnsecas da espcie. A umidade afeta na trabalhabilidade, no

desempenho do produto e na venda do mesmo.

O mtodo de secagem em estufa utilizado para determinar o teor de

umidade da madeira, envolvendo a pesagem de amostras (peso inicial). A seguir, as

amostras so colocadas em estufa temperatura de 103 + 2

0

C, at peso constante. O

fase 1 -Linear

fase 2 - parablica

fase 3 -Exponencial

50% U

Tempo (h)

Umidade (%)


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31

peso das amostras so consideradas constantes, quando aps sucessivas pesagens

no haja mudana na leitura (+ 0,5g) num intervalo de tempo de 1 hora.

O teor de umidade (TU) da madeira a relao entre a massa de gua

presente em uma pea de madeira pela massa seca desta pea (anidra). Seu valornumrico se expressa em porcentagem.

A determinao da umidade deve ser realizada em amostras retiradas da

carga de madeira submetida secagem. Abaixo esta representada a frmula da

umidade.

( )%100MS

MSMU

TU

= Onde:

TU = Teor de umidade da amostra (%);

MU = Massa mida da amostra (g);

MS = Massa seca da amostra (g).

O nmero de amostras a serem retiradas depende da situao local, mas deveser representativo do lote. fundamental que sejam retiradas as amostras a uma

distncia de pelo menos 30cm dos topos, para evitar erros na determinao.

A determinao da umidade muito importante na secagem da madeira pois

ela ir definir o momento da mudana de fase no programa de secagem da madeira.

Ela utilizada para definir o peso das amostras de controle.

A principal desvantagem do mtodo de determinao da umidade em estufa

o grande perodo de tempo necessrio para obter o peso constante das amostras (20

a 60 horas, dependendo do tamanho da amostra) e que a pea deve ser parcialmente

destruda para obter as amostras. A determinao correta do teor de umidade inicial

chave para a correta secagem da madeira. Existem outros aparelhos desenvolvidos

para determinar a umidade das amostras com maior velocidade (20 minutos). Tais

mtodos utilizam lmpada infravermelho e utilizam pequenas partculas como

amostra.


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32

3.2.4.2 Mtodo por Aparelho Eltrico

Vrias tecnologias permitem a estimativa do teor de umidade da madeira a

partir das suas propriedades eltricas. Os instrumentos mais tradicionais so os que

medem a resistncia a passagem da corrente eltrica, sendo disponveis no mercado

medidores que usam campos eltricos de alta freqncia.

Os sensores do tipo resistncia usam sensores metlicos que so cravados na

madeira, enquanto que os medidores de alta freqncia usam sensores de contato.

As caractersticas da variao da resistncia eltrica da madeira com a massa

especfica e com a temperatura indicam a necessidade de correo para

temperaturas diferentes da qual o medidor foi calibrado.

Atualmente comprovado que a conhecida escala de classificao existente

nos medidores mais antigos (madeiras leves, mdias e pesadas), no mais

apropriada. Uma vez que a madeira um material isolante, a passagem da corrente

eltrica pela madeira ir depender mais da gua contida no material (umidade) e da

presena de ons (composio qumica) do que da espessura da parede da fibra ou

quantidade de madeira (massa especfica) propriamente dita, podendo ser

comprovado comparando a medida da umidade em um medidor eltrico para duasmadeiras de massa especfica semelhante no Grfico 02.

GRFICO 02 COMPARAO ENTRE O TEOR DE UMIDADE REAL E O TEOR DEUMIDADE OBTIDA NO MEDIDOR ELTRICO

0

20

40

60

80

100

10 20 30 40 50 60 70

Um idade Real (% )

MedidorEltrico(%)

CUMAR U IP

Fonte Ivaldo Jankovisky - revista VETAS Ano III No2


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33

Os medidores eltricos utilizam agulhas que devem ser cravadas

paralelamente direo das fibras, porque dependendo da espcie de madeira a

resistividade pode ser duas ou trs vezes maior na direo normal s fibras. As

agulhas devem penetrar na madeira aproximadamente 1/3 da espessura da pea

devido a presena de gradientes de umidade na mesma, obtendo-se desta forma o

teor de umidade mdio existente na madeira.

Os medidores do resultados menos acurados que o mtodo da estufa, porm

o teor de umidade pode ser determinado imediatamente. Normalmente, a escala dos

medidores oscila de 5 a 30% de umidade, porque acima do PSF a variao da

resistncia praticamente constante. na Figura 07, pode-se observar um medidoreltrico utilizado para medir a umidade na industria.

FIGURA 07 MEDIDOR ELTRICO UTILIZADO PAR MEDIR A UMIDADE DA MADERIA

3.3 FATORES INERENTES AO AMBIENTE DE SECAGEM

Tanto na secagem em estufa como na secagem ao ar livre a gua removida

da superfcie da madeira por evaporao. A velocidade de evaporao controlada


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34

pela temperatura, umidade relativa e pela velocidade do ar que passa pela pilha de

madeira. Para entender a mecnica do processo de secagem necessrio

familiarizar-se com as leis da evaporao e suas relaes com os parmetros de

controle.

3.3.1 TEMPERATURA

O calor necessrio para evaporar a umidade da madeira. Quanto mais alta a

temperatura do ar maior a taxa de sada de umidade do interior da madeira para a

superfcie. Fisicamente o calor a fonte de energia da qual as molculas de gua

contidas na madeira adquirem energia cintica necessria para sua evaporao. Avelocidade de evaporao depende da quantidade de energia (calor) aplicada por

unidade de tempo e da capacidade do meio (ar) para absorver umidade da madeira.

No interior da pea de madeira tambm ocorre um incremento no coeficiente

de circulao das molculas de gua. Ex.: a 80OC a velocidade das molculas de

gua cinco (5) vezes maior que a 25OC. Conclui-se, portanto que a temperatura

um fator de acelerao da evaporao j que, quanto mais elevada a temperatura do

ambiente que cerca a madeira, mais intensa ser a evaporao posto que o ar poder

absorver mais umidade.

Em estufa a energia fornecida por conveco, enquanto que na secagem ao

ar livre a energia fornecida por radiao direta do sol, elevando a temperatura da

superfcie da pea de madeira gerando defeitos (empenamentos e

rachaduras),devido o gradiente de umidade gerado e pela constante variao de

contrao e inchamento da pea de madeira. importante ressaltar que atemperatura mais a umidade relativa do ar iro determinar o clima na estufa de

secagem e o equilbrio do contedo de umidade da madeira.

O controle da temperatura para muitas espcies o fator de maior influncia

no processo de secagem. Madeiras medianas ou leves (conferas) a temperatura

ideal para obter uma qualidade excelente da madeira fica em torno de 70 a 90OC.

Para uma qualidade regular pode chegar a uma temperatura de 120OC. Para madeira

de peso mdio e pesadas a temperatura fica em torno de 60 a 80OC. Algumas


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35

espcies de folhosas sofrem descolorao com umidade relativa acima de 65% e

temperaturas acima de 60OC, devidas reaes qumicas ocorridas com a lignina e as

polioses. A temperatura medida em estufa por meio de um termmetro de bulbo

seco (TBS), do psicrmetro emO

C. a seguir ser apresentada a transformao degrau Fahrenheit em grau Centgrado:

)32F(9

5C OO =

Onde:oC graus Celsiuso

F graus Fahrenhei

3.3.2 CARACTERSTICAS DO AR

O ar tem peso e, portanto, exerce uma presso sobre a superfcie terrestre. Se

pesar uma coluna de ar de um centmetro quadrado de seo que se estenda desdeda superfcie da terra at o limite exterior da atmosfera, se encontraria um peso de

1033kg ou seja 1033kg/cm2 sobre a superfcie da terra. Esta uma presso

equivalente a de uma coluna de 76cm de mercrio (HG) ou de uma coluna de gua

de 10,33m. O ar contm vrios gases entre eles temos: Nitrognio (N2), Oxignio

(O2), e outros. Entre os outros gases temos o vapor dgua.

A presso de vapor dgua em determinado ambiente, determina o

movimento da umidade e portanto a velocidade de secagem da madeira. Nem todas

as molculas tm a mesma velocidade algumas se movem mais rpidas outras mais

lentas. Quando as molculas com alta velocidade alcanam a superfcie da madeira,

sua energia cintica alcanada lhe permite vencer a fora de trao da molcula

escapando do lquido na forma de vapor. Retornando a forma lquida ao encontrar

com a superfcie do lquido (condensao).


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36

3.3.2.1 Presso Parcial de Vapor (P)

a quantidade de vapor dgua medida de um determinado ambiente a uma

dada temperatura. A presso parcial de vapor pode variar de zero, em ar

completamente seco, at a ambiente completamente saturado com 100% de

umidade relativa.

3.3.2.2 Presso de Vapor Saturado (PO)

A presso de vapor dgua saturado (Po) a quantidade mxima de um

determinado ambiente em absorver molculas dgua a uma dada temperatura.

Quando a presso de vapor saturada for igual a presso de vapor parcial a umidaderelativa ser igual a 100%. No Grfico 03 pode-se observar a influncia da

temperatura na presso absoluta do ar.

GRFICO - 03 CAPACIDADE DO AR DE ABSORVER UMIDADE EM FUNO DA

TEMPERATURA (g/cm3)

0

50

100

150

200

250

300

350

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Temperatura (C)

PressoAbsolta(g/cm

3)

0

20

40

60

80

100

120

UmidadeRelativa(%)

0 2010 30 70605040 80

3.3.3 UMIDADE RELATIVA (UR)

A umidade relativa determina a capacidade de secagem do ar. Ar seco

(contm baixa umidade relativa) tem alta capacidade de secagem e absorver mais


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37

umidade na forma de vapor dgua. A capacidade de secagem afetada diretamente

pela umidade relativa do ar e pela temperatura do mesmo.

Aquecer o ar, aumenta a capacidade de secagem, porque a elevao da

temperatura causa uma queda na umidade relativa do ar, desta maneira, pelocontrole da umidade relativa possvel controlar a taxa de sada de umidade,

controlando as tenses que se desenvolvem na madeira devido a contrao durante a

secagem.

A umidade relativa relao entre a presso de vapor parcial e a presso de

vapor saturado. A seguir apresentada a frmula utilizada para o clculo da

umidade relativa do ar.

100)PP(URO

= (%)

Onde:

UR = Umidade Relativa do ar;

P = Presso de vapor parcial (g/cm3);

Po = Presso de vapor saturado (g/cm3).

Na Figura 08, pode-se observar o desenho esquemtico da variao da

capacidade do ar em absorver vapor d gua em sua estrutura, variando sua

temperatura. A presso de vapor saturado ser a mesma independente da quantidade

de ar presente sempre que a temperatura permanecer-se constante. (Lei de Dalton).

FIGURA 08 REPRESENTAO ESQUEMTICA DA VARIAO DA CAPACIDADE DOAR EM ABSORVER VAPOR DGUA NA SUA ESTRUTURA EM MESMOAMBIENTE VARIANDO SOMENTE A TEMPERATURA

50OC20OC 100OC


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38

A medio da umidade relativa realizada pelo higrmetro (em laboratrios)

para condies naturais e para temperaturas inferiores a 50OC a medio se baseia

no cabelo humano. Quando o cabelo se alonga a umidade relativa do ar alta e

quando se contrai a umidade relativa baixa. A contrao e o alongamento docabelo transmitido a uma agulha que indica o valor correspondente da umidade

relativa do ar no instante medido.

Outra forma de medir a umidade relativa por meio do psicrmetro (TBS /

TBU), utilizado nas cmaras de secagem. Consiste de dois termmetros idnticos

(PT100) sendo que, um deles o bulbo permanece livre (TBS), medindo a

temperatura do ambiente. O outro termmetro, chamado de termmetro de bulbo

mido (TBU) sua parte sensitiva coberta com uma tela de algodo mida a qual

fica mergulhada dentro de um reservatrio com gua limpa, normalmente ocorre

uma diferenciao entre as duas temperaturas medidas.

! Deve-se utilizar sempre gua destilada ou da chuva;

! Deve-se evitar incrustaes as quais impedem a evaporao da gua

alterando a leitura do TBU;

! Se a gua flui muito rapidamente pelo bulbo ocorre um resfriamento

exagerado do termmetro, ocasionando erro de leitura.

A diferena entre o TBS e o TBU ir ocorrer devida um resfriamento

causado pela evaporao de parte da gua contida na tela, medindo a temperatura

ambiente menos a perda de calor causado pela evaporao. A diferena entre as

temperaturas medidas no TBS e no TBU so entradas em uma tabela, obtendo-se

desta forma a umidade relativa correspondente no instante medido. Quanto maior a

diferena entre os dois termmetros menor ser a umidade relativa do ambiente. Noentanto, se os dois termmetros estiverem com a mesma temperatura, significa que

a umidade relativa igual a 100% (P = Po). Na Figura 09, pode-se observar um

psicrmetro de laboratrio para determinao da umidade relativa do ar.


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FIGURA 09 APARELHO UTILIZADO PARA MEDIR A UMIDADE RELATIVA,

HIGRMETRO (A) E PSICRMETRO(B)

A B

O controle da umidade relativa dentro da cmara de secagem obtida atravs

de:

! Injeo de vapor vivo;

! utilizao de uma tina para promover o aumento da umidade relativa;

! Controlando as entradas e sadas de ar (umidade relativa alta abrindo, e

umidade relativa baixa fechando).

Existe uma relao entre a umidade da madeira e a umidade relativa do

ambiente numa temperatura constante. Se a umidade relativa do ar aumenta a

umidade da madeira tambm aumenta e inversamente, se a umidade relativa

diminuir a umidade da madeira tambm ir diminuir.


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40

3.3.4 PONTO DE ORVALHO (PO)

A umidade relativa ambiental normalmente inferior a 1, indicando que a

presso existente de vapor, ou presso parcial (P) menor que a presso de

saturao (Po). Quando a temperatura de um ambiente ou de um objeto abaixada,

chega-se a um ponto que ocorre a condensao de vapor dgua na superfcie do

objeto. Esse ponto denominado temperatura do ponto de orvalho. Do ponto de

vista fsico, com a diminuio da temperatura h um abaixamento da presso de

saturao de vapor (Po) at o valor que ela se torna igual presso de vapor parcial

de vapor (P) temperatura inicial, resultando que Po fica igual a P, ocorrendo

condensao do vapor dgua.

O ponto de orvalho ocorre quando h uma reduo repentina na temperatura,

fazendo com que a presso parcial de vapor d'gua atinja a presso saturada de

vapor d'gua ocasionado a formao de gua na forma lquida (precipitao).

3.3.5 VELOCIDADE DO AR

A velocidade do ar controla a evaporao da gua no processo de secagem. Acirculao de ar fresco atravs da pilha expulsa a umidade da superfcie da madeira.

Suas funes principais:

! Transmitir energia necessria para aquecer a gua contida na madeira

facilitando a sua evaporao.

! Transportar a umidade retirada da madeira.

A camada de ar estagnante na superfcie da madeira sempre ir existir, esta

camada reduz a eficincia na transferncia de calor na superfcie da madeira.

Quanto menor a espessura da madeira mais rpida ser a remoo da umidade da

superfcie da madeira.

Uma corrente de ar turbulento muito mais eficaz do que uma corrente de ar

laminar, pois reduz a espessura da camada de ar estagnante podendo desta forma

obter maior eficincia na transferncia de calor para a superfcie da madeira. A

velocidade do ar muito importante nas primeiras etapas da secagem artificial

(forada em cmara), ela reduz o tempo quando bem explorada. Velocidades do ar


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maiores devem ser aplicadas no inicio da secagem se for possvel. A importncia da

velocidade do ar diminui medida que o teor de umidade da madeira se aproxima

do ponto de saturao das fibras (30%), podendo obter uma reduo significativa no

consumo de energia. A velocidade do ar perde eficincia abaixo do PSF por iniciaro processo de retirada da umidade contida na parede celular por difuso, sendo este

um processo fsico extremamente lento de retirada da gua da madeira.

Para a secagem ser rpida e uniforme indispensvel que a circulao do ar

seja forte e regular. (cmara convencional em torno 2,0m/s). Quando se utiliza

velocidade do ar acima de 2m/s a qualidade da madeira poder ser comprometida,

causar uma elevada taxa de secagem gerando altos gradientes de umidade na pea

de madeira podendo resultar em rachaduras e empenamentos. Em madeiras

altamente permeveis (pinus) possvel utilizar maiores velocidades.

3.3.6 UMIDADE DE EQUILBRIO (UE)

A madeira um material higroscpico, isto , possui a capacidade de tomar

ou ceder umidade em forma de vapor. Quando mida perde molculas de vapor

d'gua para a atmosfera e quando seca, pode absorver vapor d'gua do meio. Existe

um momento em que a madeira deixa perder ou de ganhar molculas d'gua, este

momento chamado de equilbrio higroscpico da madeira.

Fisicamente a umidade de equilbrio ocorre quando a presso interna de

vapor d'gua na parede celular for igual a presso externa de vapor d'gua. Ela varia

de espcie para espcie. A umidade de equilbrio obtida em funo da umidade

relativa e da temperatura. Para determinar a umidade de equilbrio utilizam-setabelas (U.S.D.A. ForestService).

A umidade de equilbrio fundamental para a conduo da secagem

artificial, ela afetada pela umidade relativa do ambiente, pela temperatura

sofrendo influncia da espcie, do teor de extrativos da porcentagem de cerne e

alburno de uma mesma espcie.


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A temperatura diminui a umidade de equilbrio da madeira para uma

considerada umidade relativa. A seguir ser apresentada no Grfico 04 a umidade

de equilbrio de algumas cidades brasileiras.

GRFICO - 04 UMIDADE DE EQUILBRIO DE ALGUMAS CIDADES BRASILEIRAS NO

PERODO DE UM ANO

0

5

10

15

20

25

JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ ANOPerodo

UmidadedeE

quilbrio(%

Manaus So Paulo Curitiba Cuiab Braslia

Em secagem natural a madeira ir secar at a umidade de equilbrio da

regio, nunca abaixo da mesma. Em uma regio seca e quente a madeira apresentar

uma umidade de equilbrio menor que o encontrado em uma regio fria e mida.

Secando madeira ao ar livre, o tempo requerido para alcanar a umidade de

equilbrio muito longo (meses) e, portanto em muitas ocasies aconselhado

recorrer a secagem artificial para reduzi-lo

A madeira quando sofre um processo de beneficiamento normalmente deveconter um teor umidade recomendado dependendo do uso final. Muitas vezes este

teor de umidade est abaixo da umidade de equilbrio obtida na secagem natural,

sendo necessrio introduzir condies climticas especiais que permitam que a

madeira alcance o teor de umidade de equilbrio desejado, somente alcanado por

meio da secagem artificial em cmaras especiais. A seguir ser apresentado na

Tabela 03 o teor de umidade recomendada em funo do uso final da madeira.


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TABELA - 03 TEORES DE UMIDADE FINAIS RECOMENDADOS PARA ALGUNS

PRODUTOS DE MADEIRA

PRODUTOS UMIDADE (%)

Madeira serrada comercial 16 20

Madeira para construo externa 12 18

Madeira para construo interna 8 11

Painis (compensado, aglomerado, chapas de fibras, etc.) 6 8

Pisos e lambris 6 11

Mveis para interiores 6 10

Mveis para exteriores 12 16

Equipamentos esportivos 8 12

Brinquedos para interiores 6 10

Brinquedos para exteriores 10 15

Equipamentos eltricos 5 8

Embalagens 12 16

Formas de calados 6 9

Coronhas de armas 7 12

Instrumentos musicais 5 8

Implementos agrcolas 12 18

Barcos 12 16

Avies 6 10

Fonte: Ponce e Watai 1985

3.3.7 GRADIENTE DE UMIDADE (GU)

Somente em madeira recm cortada se encontra uma distribuio mais ou

menos uniforme do contedo de umidade atravs da seo transversal de uma pea.

Assim que comece a secagem seja natural ou artificial, a distribuio do contedo

de umidade no interior da pea se modifica. De forma simples pode-se explicar a

secagem da madeira como um resultado do movimento da umidade desde o interior

at a superfcie, onde se evapora e escapa para a atmosfera circundante.

Ao colocar-se uma pea de madeira mida em contato com um ambiente

seco inicia-se a evaporao da gua presente nas capas superficiais, enquanto que as

capas internas permanecem ainda midas. A diferena entre o teor de umidade do


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centro da pea e da superfcie denomina-se gradiente de umidade (GU),

significando que quanto maior a diferena entre o teor de umidade da superfcie e

do centro mais elevado o GU, quer dizer eu quanto maior a diferena entre o teor de

umidade da superfcie do centro, mais rapidamente secar a madeira einversamente, se o gradiente for baixo, o tempo de secagem aumentar causando

um aumento nos custos de secagem. Na figura 10 pode-se observar o gradiente de

umidade desenvolvido num pea de madeira.

FIGURA 10 GRADIENTE UMIDADE NA MADEIRA

Na secagem artificial da madeira importante estabelecer um GU timo que

determina o tempo de secagem sem ocorrer riscos de ocasionar danos a madeira.

Elevado GU causa um contedo de umidade abaixo do PSF nas partes externas da

pea de madeira, as quais, ficam impedidas de contrair porque as capas internas

ainda contm muita gua livre (acima do PSF), gerando tenses na madeira que

podem ocasionar deformaes, podendo causar interrupes na circulao da gua

pela formao de uma capa muito seca que obstrui o fluxo capilar da umidade

originando-se o fenmeno chamado endurecimento superficial, causar rachaduras

internas ou de superfcie, etc. Na secagem natural no tem condies de controlar o

GU da pea de madeira.


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3.3.8 POTENCIAL DE SECAGEM (PS)

No processo de secagem artificial existem dois valores que so de grande

importncia para estabelecer o comportamento da secagem. Estes valores so; o teor

de umidade atual (TUatual) da madeira em um determinado momento e o contedo

de umidade de equilbrio (UE) que depende das condies do ambiente do secador.

A relao entre os dois valores se denomina potencial de secagem (PS). O potencial

de secagem ir determinar a forma e o progresso da secagem da madeira. Ele pode

ser calculado da seguinte forma:

UETUatualPS =

Onde:

PS = Potencial de secagem;

TUatual = Teor de umidade atual calculado (%);

UE = Umidade de equilbrio calculado (%).

Potenciais de secagem elevados produzem altas taxas de secagem reduzindoo tempo, causando uma secagem excessiva das capas superficiais da madeira com o

risco de formao de tenses internas, gretas, deformaes e endurecimento

superficial. Um valor timo do potencial de secagem depende de vrios fatores:

espcie, espessura da madeira, TU inicial , tipo de cmara, etc. Madeiras que

apresentem coeficiente de anisotropia de contrao elevado (acima de 2,5) deve-se

adotar baixo potencial de secagem em torno de 2,0 (moderado).


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Curso de Secagem da Madeira

MDULO - 02

4 PREPARAO DA MADEIRA PARA SECAGEM

4.1 PREPARAO DA CARGA

4.1.1 ESPCIE (MASSA ESPECFICA)

A velocidade que a madeira perde umidade est em funo de sua prpria

natureza e de alguns fatores externos como a temperatura a umidade relativa do ar e

a circulao do ar. A massa especfica uma varivel de muita importncia na taxade secagem, pois normalmente quanto maior a massa especfica menor a

permeabilidade da madeira e mais lenta dever ser a sua secagem, seja natural ou

artificial. Segundo a literatura, a velocidade de secagem inversa a raiz quadrada da

massa especfica da madeira. No entanto ocorrem excees ocasionadas por

caractersticas de permeabilidade.

Uma mesma espcie de madeira composta somente de alburno secar mais

rapidamente do que uma madeira composta de cerne, no entanto, a madeira dealburno apresenta um teor de umidade inicial muito mais elevado que a do cerne.

A madeira quando estiver sendo preparada para secagem deve ser separada

em classes de massa especfica, principalmente se for para secagem artificial. O

ideal que no haja misturas de espcies nas cmaras de secagem.


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4.1.2 ESPESSURA DA MADEIRA

A espessura ir influir diretamente no tempo de secagem propiciando osurgimento de defeitos na madeira (rachaduras e empenamentos), quando a secagem

no for bem conduzida. Quanto maior a espessura da madeira, maior ser o tempo

de secagem. A espessura oferece uma importncia muito grande no processo de

secagem, deve-se tomar cuidados na preparao desta madeira, evitando-se a

mistura com espessuras diferentes apesar de mesma espcie.

Segundo a literatura o tempo de secagem de uma madeira pode ser estimado

pela seguinte frmula:

12

1

22 T)E

E(T =

Onde:

T2 = Tempo de secagem estimado (horas);E2 = Espessura da madeira estimar o tempo (cm);

E1 = Espessura da madeira com tempo de secagem conhecido (cm);

T1 = Tempo de secagem da madeira da espessura E1 (horas).

A rapidez da secagem afetada pela remoo de gua da superfcie

indiretamente proporcional espessura da pea de madeira. Quanto maior a

espessura da madeira maior ser a quantidade de parede celular ser atravessada


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4.1.3 TEOR DE UMIDADE INICIAL

A estimativa do teor de umidade inicial de fundamental importncia noprocesso de secagem da madeira, principalmente na secagem artificial, pois a

conduo da secagem com relao as variveis envolvidas na programao

balizada na umidade inicial. Na secagem artificial toda a carga de madeira presente

no interior da cmara deve apresentar um teor de umidade mdio muito bem

representado. A carga a ser seca somente ir apresentar uma secagem homognea se

a umidade inicial for bem determinada. Na Figura 11 pode-se observar a retirada

das amostras para determinao do teor de umidade inicial assim como, a retirada

das as amostras para controle da secagem pelo processo manual.

FIGURA 11 RETIRADA DAS AMOSTRAS PARA AVALIAR A UMIDADE

INICIAL AS TENSES INTERNAS


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4.1.4 SEPARADORES (TABIQUES)

So peas utilizadas no empilhamento para separar as camadas do material

em secagem de maneira a deixar espaos onde o ar possa circular durante o

processo de retirada da umidade. Os tabiques devem ser obtidos, preferencialmente

de madeiras estveis e duras, de gr reta e tanto quanto possvel isentas de defeitos.

Antes de utilizados devem ser secos em estufas e empilhados longe do solo, bem

apoiado para no deformarem e sua seo transversal dever ser uniforme em todo

seu comprimento.

A correspondncia entre a espessura dos separadores e as peas se devem a

capacidade de evaporao da gua que tem a madeira segundo sua espessura.Igualmente, a distncia entre os separadores esta em funo da espessura das peas,

quanto mais finas, menor dever ser a distncia entre os tabiques para evitar

deformaes. Nas reas de contato dos tabiques com as peas a secagem

retardada, portanto no convm usar mais tabiques do que o necessrio. Os tabiques

devem apresentar de preferncias sua largura maior do que sua altura para facilitar

ao tabicador no momento do gradeio. A seguir ser apresentada a relao entre a

espessura das peas e a espessura dos tabiques e ainda qual sua distncia ideal.


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TABELA 04 CARACTERSTICAS DOS TABIQUES

Espessura das

tbuas

(mm)

Espessura dos

separadores

(mm)

Distancia entre os

separadores (mm)

Menos de 20 20 300 400

20 30 25 400 500

30 40 30 500 600

40 50 35 700 800

50 60 40 900

Mais de 60 45 1000

Na prtica, difcil armazenar tabiques com diferentes dimenses para serem

utilizados de acordo com a madeira que se pretende secar, principalmente quando se

trabalha com material de diferentes espcies e espessuras. Nessas condies, a

experincia ir determinar a espessura ideal de tabique a utilizar. Os tabiquesseparadores so elementos valiosos na secagem e devem ser manipulados com

cuidado, os mesmos sero utilizados muitas vezes na secagem da madeira.

4.1.5 EMPILHAMENTO (GRADEAMENTO)

Alm de acomodar a carga, o empilhamento deve facilitar a circulao do ar

atravs das camadas de peas de madeira. Os tabiques devem ser colocados

transversalmente com relao ao comprimento da tbua.

O empilhamento pode ser realizado manual ou mecanicamente. Quando se

realiza por meios mecnicos, se utilizam equipamentos especialmente

desenvolvidos para tal funo. Esta operao consiste somente em colocar um sobre


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o outro. A altura das pilhas pode chegar at a 5m, mas normalmente no ultrapassa

1,2m. pilhas muito altas tornam-se muito instvel devido sua esbelteza.

importante ressaltar que os separadores colocados nos extremos das pilhas

devem formar um plano com a superfcie transversal das tbuas. Desta maneiracontrola-se a rachadura dos extremos, ao retardar-se o secamento destas zonas. O

alinhamento no sentido vertical dos tabiques tambm outro fator importante sendo

indispensvel para minimizar ao mximo a propenso a defeitos principalmente

empenamentos pode-se observar na Figura 12, a maneira correta de gradeamento.

FIGURA 12 FORMA DE GRADEAMENTO CORRETO E INCORRETO

Para facilitar o trabalho de empilhamento e manter a uniformidade da fileiras

e dos tabiques separadores, se utilizam algumas guias portteis que acomodam os

tabiques. A seguir pode-se observar na Figura 13, um desenho esquemtico da

maneira de construo do suporte base para o tabicamento manual correto.


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FIGURA 13 -GABARITO PARA GRADEO DA MADEIRA

Intercalando cada pilha ou pacote de madeira, so utilizados blocos com seo

transversal normalmente quadrada com uma altura de aproximadamente 4cm para

facilitar a colocao e retirada do pacote ou pilha pela empilhadeira.


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4.2 SECAGEM AO AR LIVRE E EM ESTUFA

A madeira pode ser seca ao ar livre (secagem natural) ou em cmaras prprias

(secagem artificial). A secagem ao ar livre normalmente feita em ar aberto e

raramente sob cobertura ao passo que na secagem artificial utilizado cmara

prpria que requerem instrumentao especial para criar um clima controlado

artificialmente num espao fechado, onde a temperatura, umidade relativa e a

circulao de ar so controladas.

Na secagem ao ar, a possibilidade de controle muito limitada ou no

inexistente. Apesar disso, a secagem ao ar no inferior a secagem em estufa

considerando a qualidade do produto final. Entretanto a secagem ao ar requer mais

tempo durante a qual o capital fica imobilizado e tem um risco prolongado de

degradao ou perda (ex. fogo). Alm disso, a secagem ao ar pode no ser suficiente

para certos usos ( ex. mveis assoalhos, etc.) por que a umidade que a madeira

finalmente alcana dependente das condies climticas da regio onde se realiza

a secagem.A secagem em cmara muito mais rpida, onde a umidade pode ser reduzida

ou aumentada para qualquer teor de umidade que deseje, independente das

condies climticas. No entanto, muito cara a construo de uma cmara, alm

de ser perigoso o desenvolvimento de defeitos durante a secagem ou at mesmo

tornando a madeira imprpria para o uso se a conduo da secagem for de forma

incorreta.


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5 MTODOS DE SECAGEM

5.1 SECAGEM AO AR LIVRE (NATURAL)

A secagem natural ao ar consiste em expor a madeira a ao dos fatores

climticos de um local. Estes fatores so a temperatura, a umidade relativa do ar que

em permanente movimento servem para estabelecer um equilbrio higroscpico

entre o meio ambiente e a madeira. Este sistema de secagem tem sido mais

amplamente utilizado. No entanto, por estar sujeito as mudanas climticas, no

possvel exercer controle sobre seu desenvolvimento. A durao depende das

caractersticas das espcies de madeira, das condies climticas, da forma de

empilhamento, e da disposio e da formao do ptio de secagem, mas em

qualquer caso o processo relativamente lento.

Contudo no possvel, simplesmente por mtodo natural, alcanar contedos

de umidade menores aos correspondentes a umidade de equilbrio da regio.Portanto, o resultado pouco conveniente ou apenas servindo como uma pr-

secagem, para muitas industrias.

A madeira, quando adequadamente exposta ao ar livre, seca mais

rapidamente quando a temperatura alta, a umidade relativa baixa e o movimento

do ar ativo atravs da pilha de madeira. possvel atravs da adoo de

procedimentos racionais, obter-se o mximo das condies ambientais.

As praticas racionais desse processo resultam em menores tempos de

secagem, peas de madeira com umidades mais uniformes e madeira de melhor

qualidade, com o mnimo de defeitos.

Normalmente a madeira situada na parte alta e nas partes laterais das pilhas,

por estarem mais expostas ao ar e a radiao solar a secagem mais rpida. Nas

partes inferiores das pilhas, onde o ar frio e mido, a secagem mais lenta.


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5.1.1 FATORES QUE DETERMINAM A VELOCIDADE DE SECAGEM

A velocidade que a madeira perde sua umidade esta em funo de sua prpria

natureza e de alguns fatores externos como a temperatura a umidade relativa e

circulao do ar. Portanto, quando se organiza um ptio de secagem ao ar livre se

deve levar em conta os fatores relacionados com o, local, ptio de secagem e tipos

de pilhas.

O rendimento de um ptio de secagem principalmente afetado pelas

condies climticas do local (temperatura e umidade relativa), pela sua

localizao, pelo regime de chuvas e pela velocidade do ar (ventos).

Quando a temperatura e a umidade relativa do ar permaneceremaproximadamente constantes, a circulao do ar o fator determinante na

velocidade de secagem. Por isso, importante levar em conta a formao do ptio

de secagem segundo a orientao dos ventos predominantes.

A velocidade de secagem afetada, tambm pelo modo como as peas so

empilhadas, por exemplo: quando so deixados espaos vazios entre as tbuas estas

secam mais rapidamente do que quando colocadas juntas. A localizao das pilhas

no ptio tambm influncia a velocidade de secagem por exemplo: pilhas colocadas

as margens do ptio secam mais rapidamente do que as colocadas no meio.

A distncia entre o solo e a base das pilhas deve ser de aproximadamente

30cm para permitir o livre movimento do ar embaixo, e criar condies de

renovao do ar sob as mesmas.

A superfcie tambm influncia, de certa forma, a velocidade de secagem ao

ar. Um ptio bem plano, drenado sem vegetao, coberto por materiais escurossecar mais rapidamente. Poas de gua ou terreno no drenado aumentam a

umidade do ar, vegetao, detritos e outros obstculos impedem ou dificultam a

circulao ar entre as pilhas. Materiais escuros na superfcie do solo absorvem mais

a radiao solar, tornando-se mais aquecidos do que materiais claros.


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5.1.2 PTIO DE SECAGEM

A secagem ao ar livre geralmente feita em um ptio localizado prximo da

serraria, visando a economia em transporte, deve ser em local alto, plano e bem

drenado e no pode apresentar edificaes prximas nem rvores. O ptio

formado por pilhas que podem ser dispostas de vrias formas de acordo com a

topografia, meio de transporte interno e das condies gerais de secagem.

5.1.2.1 Arranjo do ptio das pilhas

O arranjo fsico de um ptio de secagem deve levar em considerao o meio

de movimentao, a topografia, a rea necessria em funo da produo, a rea

disponvel e o tipo de madeira a ser seca. Quando o transporte no local feito

atravs de vagonetes, as pilhas devem acompanhar os trilhos, quando a

movimentao for atravs de empilhadeira, as vias de acesso devem ser deixadas

livres.

Arranjo das pilhas em fileiras: as pilhas so colocadas paralelas passagem principal e o espaamento lateral entre elas constante, em torno de

60cm.

Arranjo das pilhas em linha: as pilhas so dispostas em linha,

paralelamente s passagens principais. A velocidade de secagem alta e o acesso a

cada pilha muito fcil, mas h necessidade de rea muito grande.

Arranjo das pilhas tipo espinha de peixe: possibilita uma secagem bastante

rpida, devendo ser utilizado somente com espcies fceis de secar e no propensas

a defeitos.

No arranjo de pilhas com espao varivel um mtodo melhorado do mtodo

em filas. Na Figura 14 pode-se observar os tipos de pilha mais utilizados em

secagem ao ar livre.


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FIGURA 14 DIFERENTES TIPOS DE EMPILHAMENTO DA SECAGEM AO

AR

5.1.3 EMPILHAMENTO DA MADEIRA

A maneira de executar o empilhamento fator bsico para secagem tanto ao

ar, como em cmara. Diferentes tipos de empilhamento permitem aumentar a

amplitude do controle sobre a secagem, que eliminada quando processada ao ar.

Os principais tipos de pilhas ou gradeamento utilizados so: pilhas planas

com separadores, tesouras, pilhas verticais com separadores e empilhamento

horizontal em gaiola.


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O empilhamento plano com separadores o mais utilizado, tambm

conhecido por pilha gradeada ou entabicada. Neste tipo de pilha cada camada de

peas de madeira justapostas separada de outra por separadores ou tabiques.

O treinamento para operrios muito importante, para que as pilhas sejamfeitas de acordo com as recomendaes tcnicas e em tempo relativamente curt

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Apostila Secagem Madeira