Aula métodos de secagem da madeira

1. MÉTODOS DE SECAGEM
DE MADEIRAS
Orientador: Elio Jose Santini Orientado: Walmir M. de Menezes

2. Métodos de secagem
1. Secagem ao ar livre
2. Secagem a baixa temperatura (35 – 50ºC)
2.1 desumidificação
2.2 estufa solar
2.3 pré-secador
3. Secagem convencional (até 100ºC)
4. Secagem a alta temperatura (acima de 100ºC)
5. Secagem a vácuo (recente)
6. Métodos especiais
6.1 secagem a alta freqüência

3. 1. Secagem ao ar livre
 secagem natural ou pré-secagem;
 não importante em escala comercial;
 empilhar madeira e deixá-la exposta as condições
ambientais;
 objetiva remoção máxima da água livre (acima PSF);
 características:
- baixo investimento;
- longo tempo de secagem (3 a 6 meses);
- remoção da massa de água livre.
Métodos de Secagem

4. Pátio de secagem:
local plano, seco e arejado;
livre de obstáculos à ventilação;
próximo da serraria ou indústria;
com boa drenagem e insolação;
empilhamento: disposição norte-sul (ventos predominantes);
grande capacidade de armazenamento.
1. Secagem ao ar livre

5.  superfície escura absorve mais energia;

6. Errado Certo
 Adequada orientação das pilhas: sentido Norte – Sul;
1. Secagem ao ar livre

7. 1. Secagem ao ar livre

8. Empilhamento:
disposição das pilhas no sentido Norte-Sul
(incidência do sol no sentido transversal);
formas: grades, tesoura e caixote;
constituição: base, separadores e cobertura.
1. Secagem ao ar livre

9.  Importante: fundação, separadores e cobertura;
1. Secagem ao ar livre

10. 1. Secagem ao ar livre

12.  Taxa de secagem varia de acordo:
 espécie estrutura anatômica,
permeabilidade;
1. Secagem ao ar livre
empilhamento e dimensões dos separadores;
 circulação do ar – espaço entre pilhas e entre tábuas;
espessura ( espessura taxa de secagem);
 condições climáticas
temperatura, UR, precipitação e
ventos.

13.  Vantagens:
 baixo custo inicial;
 baixa necessidade de energia;
 pode ser empregado para madeiras refratárias, susceptíveis
ao colapso, material espesso;
condições suaves de secagem (>qualidade);
1. Secagem ao ar livre
 Limitações:
 dependência do clima;
 juros sobre capital;
 TUf da madeira ainda alto.

14. 2. Secagem a baixa temperatura (35 – 50ºC)
2.1 desumidificação
2.2 estufa solar
2.3 pré-secador
Métodos de Secagem

15. 2.1 Desumidificação:
 temperaturas entre 30 e 40ºC;
 câmara: um sistema de aquecimento, um sistema
de circulação de ar e um desumidificador;
2. Secagem a baixa temperatura
retira umidade do ambiente,
forçando a secagem da madeira;
 condições controladas: umidostato e termostato.

16. O ar saturado passa
por serpentinas
refrigeradas, que
provoca condensação
da sua umidade, que é
drenada para fora da
câmara.
Sistema de operação do desumidificador
desumidificador
aquecimento
ventilação
O ar seco é aquecido e
impulsionado pelo
ventilador em direção à
pilha, repetindo o ciclo.
Não existe troca de
ar com o meio externo.

17. Emprego:
 madeiras valiosas;
 refratárias;
 material espesso (acima de 2 polegadas);
 problemáticas e propensas a defeitos.
2. Secagem a baixa temperatura

18.  Limitações:
 maiores custos – consumo de energia;
 não indicado para coníferas e madeira fina;
 sem possibilidade de condicionamento (adição de vapor ao
final da secagem reduzindo gradientes de umidade).
 Vantagens:
 temperatura moderada (melhoria da qualidade);
 menor tempo de secagem em relação a secagem ao ar (>t°) e
possibilidade de teores de umidade finais baixos (<que 10%);
 controle parcial do processo;
2. Secagem a baixa temperatura

19. 2. Secagem a baixa temperatura (35 – 50ºC)
2.1 desumidificação
2.2 estufa solar
2.3 pré-secador
Métodos de Secagem

20. 2. Secagem a baixa temperatura
2.2 Estufa solar:
 método que utiliza a energia solar para aquecimento da câmara;
 pouco usada pelo desconhecimento;
 cobertura transparente, apoiada sobre uma estrutura de madeira,
permite a passagem de energia e limita as perdas de calor;
 sistema de coleta (plástico, vidro) e distribuição de calor
(ventiladores), piso com material isolante, trocador de ar (aberturas);
 o controle da UR é feita por meio da abertura quer permitem a
troca de ar com o meio externo.

21. SISTEMAS:
 sistema de coleta
(plástico, vidro);
 sistema de
distribuição
(ventiladores);
 sistema de
renovação de ar
(aberturas).
Absorvedor de calor Chapas de vidro

22. 2. Secagem a baixa temperatura
Estufa é construída com
uma superfície maior para
receber raios solares
perpendicularmente,
aproveitando o máximo de
energia.
IMPORTANTE:
 raios solares devem incidir
┴ a superfície coletora;

23. Raios incidente na superfície
coletora aquecem o ar interno,
que é impulsionado contra a
pilha por ventiladores.

24. 2. Secagem a baixa temperatura

25.  Emprego:
madeiras de folhosas refratárias e espessas;
empresas de pequeno e médio porte;
regiões de clima quente e insolação constante;
madeira desde o estado verde até TU <10%.
2. Secagem a baixa temperatura

26.  Vantagens:
 boa qualidade (folhosas refratárias);
 baixo custo e baixo Tuf em comparação ao ar livre;
 construção simples, fácil operação e controle;
 recondicionamento (a noite UR é maior no interior da câmara
pelo aquecimento durante o dia);
 sem gasto energético significativo (apenas gasto com energia do
ventilador para movimentação do ar);
2. Secagem a baixa temperatura

27.  Limitações:
 dependência do clima;
 capacidade das estufas é pequena.
2. Secagem a baixa temperatura

28. 2. Secagem a baixa temperatura (30 – 50ºC)
2.1 desumidificação
2.2 estufa solar
2.3 pré-secador
Métodos de Secagem

29. 2.3 Pré-secadores:
método usado para secar grandes volumes de madeira, em
climas desfavoráveis;
barracões simples ou construções em estrutura de aço isolada,
com capacidade de 100-2000 m³;
usa temperatura entre 25 e 40ºC e o controle da UR do ar é
feito por meio de aberturas externas;
aquecimento com vapor, através de trocadores de calor;
circulação do ar através de ventiladores – parte superior.
2. Secagem a baixa temperatura

30.  sistema de aquecimento, troca de ar e sistema de ventilação;
O ar seco entra pela abertura (damper), é impulsionado pelo ventilador, passa pelo trocador
de calor que executa seu aquecimento e depois pela pilha retirando a umidade da madeira.

31. Estrutura dos pré-secadores
2. Secagem a baixa temperatura

32.  Emprego:
 períodos desfavoráveis a secagem ao ar livre;
 madeiras refratárias;
 grandes volumes de madeira;
de cor clara (condições amenas de secagem mantém
coloração natural da madeira);
 adequada para madeira de eucalyptus.
2. Secagem a baixa temperatura

33.  Vantagens:
 secagem relativamente controlada;
 TU uniforme;
 alta capacidade de carga;
 madeira mais clara e redução do defeitos;
 construção e operação simples;
 Limitações:
 maiores custos em relação a secagem ao ar;
 controle mínimo das variáveis (Tº, UR, vel. ar), devido as
grandes dimensões deste secador.
2. Secagem a baixa temperatura

34. 3. Secagem convencional (< 100ºC)
 método completamente controlado;
T°, UR, veloc. ar (2,0 a 3,0 m/s)
 utiliza temperatura entre 40 e 100°C;
 câmaras de alvenaria ou pré-fabricadas de metal;
capacidade para 20-40 m³.
Métodos de Secagem

35. 3. Secagem convencional

36.  Funcionamento:
Ar  ventiladores  trocadores de calor  pilha de madeira
 trocadores de calor

37.  Controle das condições internas:
 umidade do ar – aberturas de ventilação (dampers) ou válvulas
vaporizadoras de água (aspersores);
 temperatura – controlada por um termostato;
 velocidade do ar – área de passagem ou pela modificação no
motor;
 teor de umidade – pesagem periódica de amostras ou
medidores elétricos tipo resistência elétrica.
3. Secagem convencional

38. 3. Secagem convencional
Interior da estufa
Estufa de alvenaria
Estufas de metal

39. 3. Secagem convencional
 Emprego:
 Dependendo da espécie e características das peças
pode ser seca de verde até a TUfinal de uso;
 Vantagens:
 menor tempo de secagem (giro rápido do capital);
controle total de todas as variáveis envolvidas no
processo.

40.  Limitações:
 necessidade de pessoal especializado;
 alto custo inicial.
3. Secagem convencional
 Vantagens:
 possibilidade de tratamento de vapor ao final da
secagem minimizando o gradiente de umidade dentro
das peças;
 baixo teor de umidade final (6 a 8%);

41. 4. Secagem a alta temperatura (> 100°C)
 método rápido;
 usa altas temperaturas (100-130°C) e mistura ar-vapor;
 deve haver equilíbrio entre temperatura x vel. do ar:
 temperatura  velocidade do ar (3 a 10 m/s);
 vel. do ar  taxa de transferência de calor.
Métodos de Secagem

42.  da estufa convencional alta temperatura:
 velocidade do ar (de 2-3m/s para 3-5 m/s) e
melhora no seu sistema de direcionamento;
 sistema de isolamento melhorado;
 manutenção com maior freqüência (pintura com tintas
anti-corrosivas), pois a alta temperatura provoca a
evaporação de ácido acético da madeira;
 melhorar sistema de empilhamento para maior
restrição mecânica.
4. Secagem a altas temperaturas

43. Estufas mais compactas.
placas de concreto
redução de movimentação
dimensional;
4. Secagem a altas temperaturas

44.  Emprego:
 secagem de coníferas;
 madeira permeável de pequena espessura e alta
estabilidade dimensional;
 madeira sem fins nobres (caixotaria, embalagens);
 madeira desde verdes até o TU final desejado.
4. Secagem a altas temperaturas

45.  Vantagens:
 menor tempo de secagem (alta taxa de secagem);
 conseqüentemente menor consumo de energia (25 a
50% menor que secagem convencional);
 redução da umidade de equilíbrio da madeira;
 maior estabilidade dimensional (madeira absorve menos
água);
 Limitações:
 maior investimento inicial;
 uso não indicado para folhosas (devido as
condições agressivas de secagem).
4. Secagem a altas temperaturas

46. 5. Secagem a vácuo
 está sendo introduzido no Brasil com finalidades de
teste e divulgação;
 usa temperatura no ponto de ebulição da água sob
vácuo parcial;
 a secagem ocorre por diferença de pressão (ciclos de
vácuo (pressão abaixo da ambiente) e ventilação
(pressão ambiente));
 alta taxa de secagem;
 capacidade até 15 m³.
Métodos de Secagem

47.  Funcionamento:
 a característica principal da secagem a vácuo é a
redução da temperatura de ebulição da água quando
submetida a pressões abaixo da pressão ambiente, seja
removida da madeira na forma de vapor a T°<100°C
(por volta de 50 a 60°C);
 isso permite realizar uma secagem rápida e a baixa
temperatura, vantajoso para a secagem de madeiras
suscetíveis a apresentar rachaduras e colapso.
5 . Secagem a vácuo

48. 5 . Secagem a vácuo

49. 5 . Secagem a vácuo

50. 5 . Secagem a vácuo

51.  Emprego:
 secagem de madeiras espessas, refratárias e de
valor;
 indicado para madeira de folhosas;
 madeiras desde verdes até o TU final de uso.
5 . Secagem a vácuo

52.  Vantagens:
 menor tempo (até 4x mais rápida que convencional);
 menor consumo de energia;
 menor risco de defeito qualidade;
 Limitações:
 autoclaves de pequenas dimensões.
5 . Secagem a vácuo

53. 6. Métodos especiais
6.1 Secagem a alta freqüência
Métodos de Secagem
 a madeira é colocada entre dois eletrodos de placas de
metal ligados a um gerador de alta freqüência
provocando um campo elétrico alternado;
 ocorre uma vibração molecular na região de maior
condutividade elétrica (maior presença de água centro
da madeira);
 a fricção molecular produz calor;
assim, a secagem ocorre de dentro para
fora da madeira (o ideal) diferentemente
dos demais métodos.

54. 6.1 Secagem a alta freqüência

55.  Emprego:
 madeiras permeáveis, produtos especiais e caros que
compensem o gasto energético e o investimento;
 madeiras desde verdes até o TU final para uso.
6.1 Secagem a alta freqüência

56.  Vantagens:
 não forma gradientes de umidade (a umidade é
uniforme por toda a peça);
 os defeitos como endurecimento superficial,
rachaduras e empenamentos são reduzidos;
 rápida secagem em comparação com o método
convencional;
 Limitações:
 atualmente o uso comercial desta técnica é restrito a
cura da linha de cola em painéis;
 atualmente o sistema não é econômico para secagem.
6.1 Secagem a alta freqüência