SECMAD Secador solar para madeiras, um caso de estudorepositorio.lneg.pt/bitstream/10400.9/1584/1/Secador solar para... · Eficiência energética, definição de conceitos, construção

Autores:José A. Santos (1), Maria João Martins (1), David Loureiro (1), A. Júlio Nogueira (1), Edgar Ataíde (1), Sandra Enoch (1), Luís Pestana (1), Arnaldo C. Costa(1)

(1) INETI, Estrada do Lumiar 22, 1649-038 LISBOATel:+351 210924669, e-mail: [email protected].

SECMAD

Secador solar para madeiras, um caso de estudo

Instituto Nacional de Engenharia Tecnologia e Inovação, I.P.

PLANOTECNOLÓGICOPORTUGAL A INOVAR

Badajoz, 6, 7, 8 June 2007


Teor em água de equilíbrio √

O que é que faz secar a madeira ?

TemperaturaHumidade absoluta do ar

ventilação √

Humidade relativa do ar √


Secagem ao ar livre (mínimo 4 meses)

Secagem secador solar / baixo custo (20 dias)

Secagem artificial (4 dias)

Objectivos / motivação do projecto:

Eficiência energética, definição de conceitos, construção de protótipos, validação de modelos, promoção e divulgação


Secador para madeiras

Secador de produtos naturais

RecuperaçãoEstufas agrícolas


Evolução de Conceitos

madeira

humidade

madeira

humidade

Ar quente

Sistemas clássicos


Volume interior utilizável � 230 m3

Volume real de madeira � 75 m3

Custo de investimento � 11 800 €

Volume interior utilizável � 310 m3

Volume real de madeira � 100 m3

Custo do investimento � 11 900 €

Instalações piloto

Arrabal - LeiriaAlcácer


Secagem eucalipto - fase inicial(7 dias, 3 a 9 de Outubro 2006)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00

Horas do dia

Tem

pera

tura

(C

º)

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70

E.M

.C. e

Te

or

em

ág

ua

(%

)

°C Int. °C Ext. EMC Int EMC Ext Teor em água

Padrão de condições ambientais


Secagem eucalipto - fase final (7 dias, 7 a 13 de Dezembro 2006)

0

5

10

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20

25

0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00

Horas do dia

Tem

pera

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E.M

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Teo

r em

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a (%

)

°C Int. °C Ext. EMC Int EMC Ext Teor em água

Fim de uma secagem no Inverno


Teor em água de equilíbrionas entradas e saídas das janelas de ventilação

0

2

4

6

8

10

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20

0:00 1:00 2:00 3:01 4:01 5:02 6:02 7:03 8:03 9:04 10:04 11:05 12:05 13:06 14:06 15:07 16:07 17:08 18:08 19:09 20:09 21:10 22:10 23:11 0:11 1:12

Teo

r em

águ

a de

equ

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io (

%)

0

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60

Tem

pera

tura

inte

rior

ºC

Equilíbrio na admissão Equilíbrio na ExaustãoMotores ligados Motores desligadosTemperatura interior (escala da direita)

Condições de secagem no exterior

Condições secagem no interior

Temperatura interior

Abril 2006


Resultados de um ensaio em Maio 2006- pranchas de pinho bravo de 27 mm de espessura

- 15 paletes ≈ 16 m3 � 450 m2 de soalho ou forro- teor em água inicial de 130 % e final de 12 %- tempo total 30 dias

por dia100 a 50Durante os treze dias restantes até fim secagem

por dia200 a 100Durante os doze dias seguintes

por dia500 a 200Durante os primeiros 6 dias

Perda de água total (litros)

Outros dados: peso inicial de 16 m3 de madeira verde � 18 780 kgquantidade total de água a retirar � 8 835 litros água


Evolução da secagem até 12 %(pinho bravo 27 mm)

0

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0 7 14 21 28 35

Duração da secagem (dias)

Per

da d

e ág

ua (

litro

s /

dia.

m3 )

Nota: Estimativa feita a partir dos valores monitorizados de teor em água da madeira.


Energia eléctrica consumida num ciclo de secagem/ custo no produto final

Ventiladores ligados entre as 9h00 e as 19h00 (10 horas / dia)Numa secagem com uma duração de 20 dias foram utilizadas 200 horas, a um consumo de energia eléctrica de cerca de:

• 960 kW.h (1,5 kW x 0,80% x 200 h x 4), => 62,5 € (0.065€/kW.h)

• 3,8 Euros por cada metro cúbico de madeira seca (custo energia)

Madeira de forro de 22 mm de espessura final, (vendido ao metro quadrado)

• Custo de secagem de 0,15 € por cada m2.

Nota: Não contabilizada a amortização do equipamento eos custos de mão-de-obra.


Comparação de consumos de energia entre o secador solarE um secador convencional, para a secagem de uma Resinosa (Pinus pinaster, Aitim.), de 120 % a 14 % de teor em água.

028 kW.h / m 3Secador solar

460 000 kcal / m 3

494 kW.h / m 332 kW.h / m 3Secador convencional

Energia calorífica para obter ar

mais seco

Energia eléctrica dos ventiladores


Vantagens técnicas e económicas

Menor consumo energético do que um secador industrialProtótipo solar ≈ 4,5€ / m3 de madeira secaSecador convencional ≈ 12€ / m3 de madeira seca

(comercialmente ≈ 20 € / m3)

Preço de instalação de um secador de 75 m3 útil (volume efectivo de madeira):

(Caixa e ventiladores):Protótipo do projecto ≈ 11 000€Secador convencional ≈ 35 000€ + caldeira + combustível


Custo da secagem ao ar- Imobilização de capital- Tratamento de protecção temporária

Armazenamento antes de tratamento e secagem � perigo de degradação


Secagem de madeiras ao ar livreExemplo do carvalho

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0 10 20 30 40 50 62 75 91 106 123 134 151 168

Nº Dias

Hum

idad

e (%

)

Média artificial Média 35mm Média 45mm Média 70mm


Sistemas de controlo

Comunicação sem fios

Sensores

temperatura,

humidade do ar,

radiação


Caixas electrónica de comando


Software de controlo


Potencialidades Industriais• Baixo custo de investimento e de manutenção,

• Grande versatilidade por ser facilmente regulável,

• Qualidade elevada da madeira seca,

• Elevado potencial de implementação em pequenas e médias

empresas,

• Secagem de madeiras difíceis, carvalhos, eucalipto, etc.

• Utilização para outros fins, como por exemplo, secagem de

frutos, pinhas ou algas, cerâmica, lamas, etc.

Conclusões


Secagem de produtos florestais e agrícolas

Exemplo: pinhas


Contactos do projecto

Equipa do projecto do INETI: Tel. 210924655José António Santos [email protected] João Martins [email protected] Cruz Costa [email protected] Loureiro [email protected]ónio Nogueira [email protected]Álvaro Ramalho [email protected] Duarte [email protected]ís Câmara Pestana [email protected] Enoch [email protected]

Bernardino & Mendes, Lda : Tel. 244 744 734Sr. Bernardino LopesSr. Nuno / D. Lena

PREMAD, S.A. : Tel. 244 744 734Engº Posser de AndradeEngª Cília CostaSr. FernandoSr. Calção

E M

P R

E S

A S

Obrigado pela vossa atenção

fim

J A Santos

Documents

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