SECAGEM DE MADEIRAS - Home - PIMADS - Secagem de... · 2017. 2. 17. · 7. manutenÇÃo do secador...
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I SEMANA DA TECNOLOGIA DA MADEIRA CURSO TÉCNICO PARA O SETOR DE PRODUTOS DE MADEIRA
SECAGEM DE MADEIRAS
Telefone: 19 3402- 2166 – Home page: www.anpm.org.br – email: [email protected]
Ivaldo P. Jankowsky
Inês Cristina M. Galina
1. INTRODUÇÃO
MADEIRA
MATERIAL COM AMPLA GAMA DE APLICAÇÕES
DEMANDA REDUZIDA DE ENERGIA
RECURSO RENOVÁVEL
HIGROSCÓPICO INSTABILIDADE DIMENSIONAL
2. IMPORTÂNCIA DA SECAGEM
SECAGEM = ETAPA MAIS IMPORTANTE NOS PROCESSOS DE
MANUFATURA DOS PRODUTOS A BASE DE MADEIRA
Redução da massa e redução dos recursos de transporte;
Aumento da resistência a ataques de fungos e insetos;
A maior retração ocorre durante a secagem, portanto as
possíveis deformações (empenamentos) e rachaduras
ocorrerão durante essa fase;
Melhora as propriedades mecânicas, tais como resistência à
compressão, à flexão e dureza;
Melhora a resistência das uniões feitas com pregos e
parafusos;
Melhora a colagem e o tratamento químico da madeira.
O acabamento feito com tintas, vernizes, e lacas, tem melhor
resultado com a madeira seca;
A secagem aumenta a resistência elétrica da madeira,
tornando-a um isolante elétrico e térmico;
Melhora a trabalhabilidade da madeira, como torneamento,
fresagem, furação, e lixamento;
A madeira seca auxilia no equilíbrio da umidade do ar dentro
de ambientes fechados.
3. CONCEITOS BÁSICOS
TEOR DE UMIDADE
QUANTIDADE DE ÁGUA PRESENTE NA MADEIRA, EXPRESSA
EM PORCENTAGEM [%]
Determinação do teor de umidade pelo método gravimétrico
(secagem a 103ºC)
Massa úmida (Mu)
Estufa a 103ºC (± 2)
Massa constante massa seca (Ms)
Mu - Ms Mu Um (%) = x 100
Cálculo de Umidade da Madeira
Umidade Base Seca – mais usual
Um (%) = x 100 Mu - Ms
Ms
Umidade Base Úmida – não recomendada para madeira maciça
Medidores elétricos de umidade
- TIPO RESISTÊNCIA
- TIPO PERDA DE POTÊNCIA
- TIPO CAPACITIVO
VANTAGENS
RESULTADOS IMEDIATOS
TRABALHO REDUZIDO
PERMITE MAIOR AMOSTRAGEM
NÃO DESTRUTIVO
MEDIDORES PORTÁTEIS
ACOMPANHAMENTO DA SECAGEM
DESVANTAGENS
MENOR PRECISÃO
FAIXA DE UTILIZAÇÃO (5 A 25%)
NECESSIDADE DE CORREÇÕES
ESPÉCIE
TEMPERATURA
GRADIENTES DE UMIDADE
MEDIDORES ELÉTRICOS DO TIPO RESISTÊNCIA
Ponto de Saturação das Fibras - PSF
Parede da fibra saturada e sem água capilar
Umidade de Equilíbrio - UE
Madeira em equilíbrio de umidade (higroscópica) com o
ambiente
LUME - ÁGUA CAPILAR
PAREDE LIGNINA
EXTRATIVOS
HEMICELULOSES
CELULOSE
ÁGUA HIGROSCÓPICA
U = 0%
U = PSF
U = MÁXIMA
ÁGUA
CAPILAR
ÁGUA
HIGROSCÓPICA
VARIAM MASSA,
VOLUME,
PROPRIEDADES
FÍSICAS E
MECÂNICAS
VARIA
APENAS
MASSA
U = UMIDADE
DE EQUILÍBRIO
RADIAL
TANGENCIAL
LONGITUDINAL
R
R T
T
R
R T
T
T
T
VARIAÇÃO DIMENSIONAL (retratibilidade)
4. DEFEITOS RELACIONADOS COM A SECAGEM
EMPENAMENTOS
DISTORÇÕES DA PEÇA EM RELAÇÃO AOS PLANOS ORIGINAIS DAS
SUPERFÍCIES
Encanoado/Abaulamento;
Longitudinal/Encurvamento;
Arqueamento;
Torcimento;
Encurvamento complexo.
EMPENAMENTOS
CAUSAS DOS EMPENAMENTOS
DURANTE A SECAGEM:
PROBLEMAS DA PRÓPRIA MADEIRA
FALHAS NO EMPILHAMENTO
FALTA DE RESTRIÇÃO NA PILHA
APÓS A SECAGEM:
A MADEIRA ESTÁ TENSIONADA, POR SECAGEM
DESUNIFORME OU FALTA DE CONDICIONAMENTO
COLAPSO
É EVIDENCIADO PELA CONTRAÇÃO ANORMAL E
IRREGULAR DA PEÇA, CAUSANDO DEPRESSÕES E
ACHATAMENTOS NAS SUPERFÍCIES.
OCORRE ANTES DO PONTO DE SATURAÇÃO DAS
FIBRAS (PSF), OU SEJA, ANTES QUE A CONTRAÇÃO
NORMAL TENHA COMEÇADO.
RACHADURAS
RACHADURAS DE TOPO
RACHADURAS DE SUPERFÍCIE
RACHADURAS INTERNAS
ENDURECIMENTO SUPERFICIAL
CAUSA PRINCIPAL DAS RACHADURAS = TENSÕES DE SECAGEM
RACHADURAS
ÁGUA
AR
CALOR
UMIDADE
TENSÃO
CAPILAR
U < 30% RETRAÇÃO
U > 30%
U < 30% RETRAÇÃO TRAÇÃO
COMPRESSÃO
TRAÇÃO TENSÕES DE SECAGEM
RACHADURAS
RACHADURAS
5. PREPARAÇÃO DA MADEIRA PARA A
SECAGEM
CARACTERÍSTICAS DA CARGA
ESPÉCIE
ESPESSURA
UMIDADE INICIAL
AMOSTRAS DE CONTROLE
ESCOLHA DAS AMOSTRAS
COLOCAÇÃO DAS AMOSTRAS NA CARGA
EMPILHAMENTO
EMPILHAMENTO
FUNÇÃO DA PILHA: ACOMODAR A MADEIRA NO SECADOR, DE
FORMA A PERMITIR A CIRCULAÇÃO DO AR.
A PILHA TEM DE SER ESTÁVEL E RESTRINGIR A MOVIMENTAÇÃO DA
MADEIRA (EMPENAMENTOS).
EMPILHAMENTO
MONTAGEM CORRETA DA PILHA
PADRONIZAÇÃO DOS TABIQUES;
ALINHAMENTO VERTICAL DOS TABIQUES;
ARRUMAÇÃO DOS TABIQUES NAS PONTAS DAS PEÇAS
ALINHAMENTO DAS PONTAS DOS TABIQUES COM A
LATERAL DA PILHA;
ALINHAMENTO OU ESQUADRO DAS PILHAS;
DIMENSÕES DAS PILHAS.
EMPILHAMENTO
EMPILHAMENTO
EMPILHAMENTO
EMPILHAMENTO
6. SECAGEM CONVENCIONAL
PROCESSO EM QUE AS TEMPERATURAS DE OPERAÇÃO VARIAM
ENTRE 40°C E 90ºC, EXECUTADO EM UM SECADOR CONVENCIONAL
SECADOR CONVENCIONAL
Equipamento que possui:
Sistema de aquecimento
Sistema de umidificação
Sistema para troca de ar
Sistema de ventilação forçada
Permite controlar:
Temperatura do ar
Umidade relativa do ar
Velocidade de circulação do ar
VANTAGENS DA SECAGEM CONVENCIONAL
- processo flexível, aplicável a diferentes tipos de madeiras
- maior controle sobre os defeitos da secagem
- possibilidade de eliminar fungos e insetos
- redução da umidade da madeira a teores desejados
- processo de secagem artificial mais utilizado no mundo
- o processo é conduzido de acordo com um
PROGRAMA DE SECAGEM
PROGRAMAS DE SECAGEM
- TEMPERATURA X TEMPO
TIPOS DE PROGRAMAS
- TEMPERATURA X POTENCIAL DE SECAGEM
-TEMPERATURA X UMIDADE
SEQUÊNCIA ESTUDADA DE TEMPERATURAS CRESCENTES E UMIDADES
RELATIVAS DECRESCENTES, EM RELAÇÃO A UMIDADE DA MADEIRA.
MAIS USUAL – TIPO UMIDADE
PROGRAMAS DE SECAGEM
- AQUECIMENTO
PROGRAMA DE SECAGEM – 3 FASES
- SECAGEM PROPRIAMENTE DITA
- UNIFORMIZAÇÃO E CONDICIONAMENTO
EXEMPLO DE UM PROGRAMA DE SECAGEM
UMIDADE Ts (oC) Tu (oC) UR (%) UE (%) P S
Aquecimento 45,0 44,0 94 21,2 **
Acima de 50 45,0 41,5 81 15,0 > 3,3
50 45,0 41,5 81 15,0 3,3
45 45,0 41,0 79 14,2 3,2
40 45,0 40,6 76 13,5 3,0
35 45,0 40,0 73 12,7 2,7
30 45,0 39,5 71 12,0 2,5
25 50,0 42,5 58 10,0 2,5
20 55,0 45,0 54 8,0 2,5
15 60,0 45,0 41 6,0 2,5
10 65,0 41,0 25 4,0 2,5
5 65,0 35,0 14 2,6 1.9
Uniformização 65,0 54,5 57 8,0 **
Condicionamento 65,0 61,5 83 14,0 **
- ESPÉCIES CONHECIDAS LITERATURA
ESCOLHA DO PROGRAMA DE SECAGEM
- ESPÉCIES NÃO CONHECIDAS CONSULTA TÉCNICA
ENSAIO EM LABORATÓRIO
TESTE EMPÍRICO
TEXTO SOBRE
ELABORAÇÃO DE PROGRAMAS DE SECAGEM
7. CONTROLE DE QUALIDADE
QUALIDADE DA MADEIRA SECA
QUALIDADE
TEMPO DE
SECAGEM
Umidade uniforme
entre peças
dentro da peça
Tensões de secagem
Defeitos de secagem
TESTES DE QUALIDADE
DISTRIBUIÇÃO DA UMIDADE NA CARGA
DISTRIBUIÇÃO DA UMIDADE NA ESPESSURA DAS PEÇAS
TENSÃO DE SECAGEM – TESTE DO GARFO
Distribuição de Umidade e Tensões - Jatobá
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1 2 3 4 5 6 7 8
Nível de tensões Umidade média (%)
Fre
qu
ên
cia
(%
)
TENSÕES
UMIDADE
I N D U S T R I A 1 - A 1 - B 2 3
ESPESOR deseada 2,0 2,5 4,0 4,0
DE LA TABLA media 2,0 2,3 3,9 4,1
(cm) variación 1,9 a 2,0 2,2 a 2,7 3,5 a 4,6 4,0 a 4,8
ESPES0R DEL deseada 2,2 2,5 2,2 2,5
SEPARADOR media 2,0 2,3 1,9 2,7
(cm) variación 2,1 a 2,4 1,0 a 2,5 1,6 a 2,4 1,7 a 4,0
DISTANCIA deseada 45,0 40,0 50,0 50,0
ENTRE SEPA- media 48,2 44,8 59,8 71,9
RADORES (cm) variación 36,0 a 53,0 25,0 a 57,0 46,0 a 75,0 42,0 a 83,0
I N D U S T R I A 1 - A 1 - B 2 3
PIEZAS SIN DEFECTOS (%) 66,6 55,0 50,0 54,0
ALABEO (%) 33,4 45,0 50,0 46,0
COLAPSO (%) 0,0 0,0 0,0 0,0
I N D U S T R I A 1 - A 1 - B 2 3
TENSIONES sin tension 40,4 0,0 0,0 23,1
DE baja 44,7 0,0 19,4 15,4
SECADO intensa 14,9 100,0 80,6 61,5
CONTENIDO deseada 8,0 8,0 12,0 12,0
HUMEDAD media 6,4 6,4 10,5 10,5
FINAL (%) variación 4,9 a 10,2 5,7 a 8,6 6,1 a 20,4 8,4 a 24,3
TESTES DE QUALIDADE
O CONTROLE DE QUALIDADE DEVE SER DINÂMICO E BASEADO EM:
# AVALIAÇÃO E REGISTRO DA SECAGEM
# ANÁLISE DOS DADOS COLETADOS A CADA NOVA SECAGEM
# TOMADA DE DECISÕES E MODIFICAÇÕES NO PROCESSO
7. MANUTENÇÃO DO SECADOR
A MANUTENÇÃO PREVENTIVA DO SECADOR DEVE SER FEITA NOS MESMOS
MOLDES DA MANUTENÇÃO DOS OUTROS EQUIPAMENTOS DA LINHA DE
PRODUÇÃO.
OS PRINCIPAIS ITENS A SEREM INSPECIONADOS SÃO:
OS CONJUNTOS MOTOR/VENTILADOR (VERIFICAR SENTIDO DE
ROTAÇÃO, FIXAÇÃO E ANGULAÇÃO DAS PÁS, ROLAMENTOS);
TUBULAÇÕES E VÁLVULAS NAS LINHAS DE VAPOR E CONDENSADO;
MECANISMOS OU VÁLVULAS ACIONADORAS DAS JANELAS.
ESPECIAL ATENÇÃO DEVE SER DADA À VELOCIDADE DE
CIRCULAÇÃO DO AR EM RELAÇÃO À CARGA E A AFERIÇÃO DO
SISTEMA DE CONTROLE
EMPRESA = ## MEDIÇÃO = Velocidade de circulação do ar
DATA = # MADEIRA = #
SECADOR = QME ESPESSURA = 40 mm
Lado E Lado D Lado E Lado D
0,59 0,78 0,06 1,45 1,91 1,81
0,80 0,62 0,16 1,22 1,26 1,55
1,02 1,06 0,52 1,01 1,17 1,16
1,38 0,74 0,80 1,19 1,26 1,49
Lado Esquerdo 0,95 Superior 0,48 Lado Esquerdo 1,22 Superior 1,72
Meio 0,80 Meio 0,70 Meio 1,40 Meio 1,23
Lado Direito 0,39 Inferior 0,97 Lado Direito 1,50 Inferior 1,31
Geral 0,71 Geral 1,37
FRENTE FUNDO
Valores médios (m/s) Valores médios (m/s)
Secador QME
0
10
20
30
40
50
60
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7
Medição
Tem
pera
tu
ra (
oC
)
8
11
14
17
20
23
26
Um
idad
e (
%)
T (controlador)
T (aferida)
UE (controlador)
UE (aferida-frente)
UE (aferida-fundo)
SENTIDO 1
Frente Fundo
SENTIDO 2
Frente Fundo
CURVA DE SECAGEM - Eucalyptus grandis, 25 mm
0
15
30
45
60
75
90
0 5 10 15 20 25 30
Tempo (dias)
Um
ida
de
(%
)
Perda de Massa Medidor Elétrico