O crescente interesse na utilização da madeira de como matéria-prima para a indústria de móveis e de outros produtos manufaturados tem suscitado a discussão sobre processos e equipamentos para a secagem desse material.
A madeira, de uma forma geral, é de difícil secagem; ou seja, a secagem é lenta e a propensão a defeitos é elevada. Para que se possa obter sucesso é necessário conhecer as características do material, os equipamentos mais adequados e os processos físicos envolvidos na retirada da umidade.
Devido a sua estrutura anatômica desfavorável ao fluxo de fluidos líquidos, a fase inicial da secagem da madeira deve ser cuidadosamente conduzida. Isso requer não só um programa de secagem mas também que o secador esteja operando sem criar zonas diferenciadas em seu interior.
A secagem convencional ainda é o processo mais utilizado para madeiras de folhosas, sendo que para madeiras de secagem problemática é aconselhável a pré-secagem ao ar ou, preferencialmente, em pré-secadores.
Os desumidificadores são uma alternativa tecnicamente adequada para a madeira, mas algumas desvantagens como o alto custo operacional podem torna-los não econômicos.
Uma técnica promissora é a secagem a vácuo com aquecimento por radiofreqüência, cujo desenvolvimento nos últimos anos tem permitido bons resultados a nível industrial. A maior limitação deste método ainda é o aspecto econômico. A adequada secagem da madeira serrada, antes da sua transformação em bens e produtos, é reconhecidamente a fase mais importante de todo o processamento que visa agregar valor ao produto final.
A madeira pode ser considerada como adequadamente seca quando apresenta os seguintes atributos :
• livre de defeitos visíveis, tais como rachaduras, empenamentos, colapso e manchas;
• um teor de umidade compatível com o uso pretendido;
• um mínimo de variação no teor de umidade, tanto dentro de cada peça individualmente como entre todas as peças;
• livre das tensões de secagem.
O nível aceitável para cada um desses fatores irá variar de acordo com o tipo de madeira e com a aplicação dessa madeira. Usos em que a aparência visual da madeira é importante, tais como móveis e produtos com função decorativa, irão requerer padrões de qualidade muito mais rígidos do que usos exclusivamente estruturais.
Atingir padrões rígidos de qualidade requer uma solução de compromisso entre a madeira, o equipamento e a forma como é conduzido o processo de secagem.
O estoque disponível de madeira vem aumentando em diversos países, principalmente no hemisfério Sul. Por se tratar, na grande maioria das situações. de matéria-prima proveniente de plantações de ciclo curto, tem-se como principal obstáculo a necessidade de secar material jovem e propenso a apresentar sérios defeitos durante a secagem.
O processo de secagem típico para a madeira emprega baixas temperaturas, o que implica em longos tempos de secagem . Praticamente todos os defeitos passíveis de se manifestarem durante a secagem. tais como rachaduras, empenamentos de diferentes formas, gradientes de umidade, colapso, tensões de secagem e endurecimento superficial, são citados como de ocorrência na madeira de Eucalipto .
PROCESSO DE SECAGEM
Os processos mais amplamente utilizados até o momento, para a secagem de madeira serrada, tem como base o deslocamento de uma corrente de ar pela superfície da madeira, caracterizando uma secagem por convexão. Enfocando o fenômeno pela ótica da mecânica de fluidos, a energia (calor sensível) da corrente de ar é transferida para a superfície da madeira, promovendo a vaporização da água ali existente e, que no estado de vapor, é transferida para a corrente de ar.
Simultaneamente, parte da energia recebida pela superfície provocará o aumento da temperatura nessa região, dando início ao transporte de calor da superfície para o centro da peça. A vaporização da água presente na superfície irá gerar um gradiente de umidade, principalmente no sentido da espessura, dando início a movimentação da água do interior até a superfície da peça.
A movimentação interna da água ocorre nas fases de líquido, de vapor e como água higroscópica. A movimentação na fase líquido é fundamentalmente um fenômeno de capilaridade, sendo afetado pela estrutura anatômica da madeira. A movimentação nas outras fases é basicamente um fenômeno difusivo, afetado não só pelas condições termodinâmicas da corrente de ar como também por características da própria madeira, principalmente a massa específica.
O objetivo principal da secagem artificial é promover o equilíbrio entre a velocidade de evaporação da água na superfície da madeira, a taxa de movimentação interna (tanto de calor como de umidade) e as reações da madeira durante o processo; de forma a promover a secagem o mais rapidamente possível e com um nível de perdas ou um padrão de qualidade aceitável para o produto que se pretende. Para se atingir esse objetivo é necessário não só o conhecimento sobre a termodinâmica da secagem como também sobre as características da madeira e sobre o funcionamento do secador.
SECADORES
São definidos como secadores convencionais as câmaras de secagem que operam a temperaturas entre 40 e 90°C . Esse tipo de equipamento dispõe de um sistema de aquecimento, um sistema de umidificação do ar, um conjunto de dampers ou janelas que permitem a troca de ar entre o interior do secador e o meio externo, e um sistema de ventilação que promove a circulação do ar entre as peças da madeira em secagem.
O sistema de aquecimento mais comum é uma bateria de trocadores de calor que pode utilizar como fluido térmico o ar quente, água quente, vapor d'água ou óleo térmico. O fluido mais comum é o vapor a pressões entre 3,0 e 8,0 kgf/cm2 (300 a 800 kPa), tanto que os secadores convencionais são também conhecidos como secadores a vapor. A umidificação do ar é obtida pela liberação de vapor de baixa pressão ou com a aspersão de água fria dentro do secador.
A circulação do ar é promovida por um conjunto de ventiladores, posicionados lateralmente em relação a madeira, ou sobre o falso teto acima das pilhas. Os dampers são posicionados de tal forma que a própria ação dos ventiladores faz com que o ar quente e úmido do interior do secador seja expelido, admitindo ar do meio externo.
O carregamento da madeira pode ser feito através de empilhadeiras frontais ou com o auxílio de vagonetes. Normalmente os secadores para carga com empilhadeiras são recomendados para madeiras de secagem mais lenta, em que o aumento na profundidade do secador permite aumentar a sua capacidade sem alterar significativamente o tempo total de secagem. Já o sistema de vagonetes é mais indicado para madeira de rápida secagem, em que o tempo de carga e descarga é consideravelmente reduzido e permite aumentar o rendimento do secador.
Os secadores convencionais são os mais utilizados em praticamente todo o mundo, principalmente para a secagem da madeira de folhosas. Nos estados em que predomina a secagem da madeira de folhosas. Nota-se que 82% dos secadores em operação nesses estados, que produzem perto de 4,0 milhões de m3 de madeira seca anualmente, é do tipo convencional.
Um detalhe importante a ser destacado é o intensivo uso da pré-secagem. A capacidade instalada em pré-secadores nesses estados é de 70% da capacidade total dos secadores convencionais. Cerca de 60% da madeira de carvalho (espécies de secagem difícil) é previamente seca em pré-secadores ou ao ar antes de ser submetida a secagem convencional.
Quando se discute a eficiência e a produtividade dos secadores convencionais é simples entender a importância da pré-secagem, principalmente para madeiras de secagem lenta e propensa a defeitos.
Quando extremamente úmida, a madeira requer, de uma forma geral, condições suaves de secagem; ou seja, baixas temperaturas e alta umidade relativa . Condições mais agressivas de secagem irão certamente causar defeitos e perda de madeira.
Uma vez que a pré-secagem é conduzida em condições bastante suaves, o risco da ocorrência de defeitos é bem menor. A madeira passa a ser submetida-a secagem convencional quando o seu teor de umidade permita suportar condições de processo mais agressivas.
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