Resumo P1 Secagem da Madeira

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Definição 
 
A secagem é o balanço dinâmico entre a 
transferência de calor do fluxo de ar para a 
madeira, superfície de evaporação da 
madeira, difusão da umidade através da 
madeira e a vazão de massa de água livre. 
 
Por que secar a madeira? 
 
- Evita contração volumétrica, rachaduras 
e empenamentos... 
- Protege contra o ataque de fungos 
manchadores e apodrecedores 
- Mata fungos e insetos que podem estar 
instalados na madeira 
- Aumenta a resistência mecânica 
- O peso é reduzido, logo o diminui custo 
de transporte 
 
Fatores que afetam a Secagem 
 
• Inerentes ao ambiente 
Temperatura, umidade relativa do ar, 
velocidade do ar 
 
• Inerentes a madeira 
Densidade, permeabilidade 
 
Como é o processo de secagem? 
 
Na madeira existem dois tipos de água: 
água livre e de impregnação. A água 
livre é a primeira a sair, ela vai saindo 
da madeira por capilaridade e, ao 
chegar na superfície externa da 
madeira, evapora. Acima do PSF, toda 
água que sai da madeira é por 
capilaridade, o movimento da 
capilaridade é favorecido pelo aumento 
da temperatura, pelo diâmetro das 
pontuações e pela existência de bolhas 
de ar no interior das células. 
 
 A água de impregnação (ou 
higroscópica) é aquela que encontra-se 
nas paredes das células, esta sai da 
madeira por difusão, esta difusão está 
relacionada com o gradiente de 
umidade. Abaixo do PSF o movimento 
da umidade na madeira é considerado 
difusão. 
 
Transferência de calor 
 
A transferência de calor à superfície da 
madeira ocorre por convecção forçada 
(ventilação) e da superfície para o 
interior da madeira por condução 
(molécula a molécula). Na fase inicial 
da secagem, como a água sai por 
capilaridade, quando ela chega na 
borda precisa evaporar, por isso esta 
fase requer uma maior velocidade do 
vento para o ar quente circular mais 
pela superfície da madeira e o calor ser 
transferido por convecção. Já na 
difusão, não precisa ter convecção, 
apenas condução. 
 
Fases da Secagem 
 
Fase 1 – Retirada de água livre 
- Ocorre movimento de água livre por 
capilaridade 
- Redução de umidade linear 
- Não ocorre contração da madeira 
 
Fase 2 – Retirada de água livre + água 
higroscópica 
- O movimento de capilaridade é muito 
reduzido 
- Inicia-se o movimento de difusão e 
começa a sair a água de impregnação 
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- A convecção começa a perder 
importância e a condução começa a 
ganhar importância 
- A difusão na madeira ocorre por 3 
caminhos: 
 
 
Fase 3 – Retirada da água higroscópica 
- A importância da convecção é muito 
pequena, sendo a condução muito 
importante. O movimento de massa é 
somente por difusão interna e 
externamente. 
 
 
O transporte de umidade durante a 
secagem é uma combinação do 
movimento por difusão e por capilaridade 
Fase 1 – só capilaridade 
Fase 2 – capilaridade e difusão 
Fase 3 – só difusão 
 
 
Determinação da umidade da 
madeira: 
 
- Método gravimétrico 
- Medidores elétricos (resistivo ou 
capacitivo) 
 
Preparação da madeira para 
secagem 
- O ideal é que não haja mistura de 
espécies na câmara de secagem 
- Separar a madeira em classes de 
densidade 
- Deve-se evitar a mistura de madeiras 
com espessuras diferentes, a pesar de 
mesma espécie 
- A umidade inicial precisa ser muito bem 
determinada, com amostras 
representativas 
 
Esses 3 fatores: densidade, espessura 
da peça e teor de umidade inicial afetam 
diretamente o tempo de secagem. 
 
Controle do teor de umidade 
 
Precisa ser feito, principalmente no início 
pois a condução da secagem é balisada na 
umidade inicial. Depois de seca, a pilha só 
irá apresentar secagem homogênea se a 
umidade inicial for muito bem definida. 
 
Vantagens de controlar a umidade: 
 
- Indicam a velocidade de secagem, ajuda 
a reduzir o tempo e melhorar a qualidade, 
permite detectar falhas que afetam a 
eficiência da câmara de secagem, etc... 
 
Amostragem para obter o TU 
 
- Para cargas de até 47m³ = mín 4 amostra 
- Para cargas de até 236m³ = 10 a 12 amos 
- Cargas heterogêneas = maior que 12 
 
A retirada de mostras de controle (para 
determinação do teor de umidade inicial - 
controle da secagem pelo processo 
manual) deve ser assim: 
 
 
 
 
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Fórmula 
 
 𝑇𝑈 =
𝑃𝑖−𝑃𝑠
𝑃𝑠
 × 100 
 
Ex de exercício que pode cair 
 
Para determinação do teor de umidade da 
madeira durante o processo de secagem: 
 
• Ax = 84% e Ay = 80% de umidade 
• Peso inicial da amostra de controle = 
1000 g 
 
• Determinar: 
1 - O teor de umidade quando a amostra 
atingir o peso de 700 g 
2 - O peso quando se deseja interromper a 
secagem aos 20% de umidade? 
 
Resolução 
 
Passo 1 – fazer a média de Ax e Ay 
 
𝑀é𝑑𝑖𝑎 𝑇𝑈 =
84 + 80
2
= 82% 
 
Passo 2 – calcular o peso seco estimado, 
para isto, isola-se ‘pi’ dessa equação 
 
𝑇𝑈 =
𝑃𝑖−𝑃𝑠
𝑃𝑠
 × 100% 
 
𝑇𝑈 × 𝑃𝑠 + 𝑃𝑠 = 𝑃𝑖 
 
Passo 3 – substituir os valores 
 
0,82 × 𝑃𝑠 + 𝑃𝑠 = 1000 
 
Passo 4 – descobrir o valor de Ps 
 
1,82𝑃𝑠 = 1000𝑔 
𝑃𝑠 = 550𝑔 
 
Passo 5 – obter o tu para quando a 
amostra atingir 700g 
𝑇𝑈 =
700−550
550
× 100 = 27,27% 
2 - O peso quando se deseja interromper a 
secagem aos 20% de umidade? 
 
𝑇𝑈 × 𝑃𝑠 + 𝑃𝑠 = 𝑃𝑖 
 
0,2 × 550 + 550 = 𝑃𝑖 
 
𝑃𝑖 = 660𝑔 
 
Ao preparar a madeira para secagem, seja 
dentro da estufa ou fora, é necessário o 
uso de separadores na pilha, chamados 
tabiques 
 
- São colocados para deixar espaços onde 
o ar possa circular 
- Devem ser obtidos de madeiras estáveis 
e duras, com grã reta e isentas de defeitos 
- Devem ser secos em estufa antes de 
utilizar 
- Devem ser colocados transversalmente 
ao comprimento da tábua, e devem estar 
alinhados 
 
Empilhamento 
 
- Facilita a circulação do ar através das 
peças de madeira 
- Pode ser manual ou mecânico 
 
Secagem ao Ar Livre 
 
Vantagens: 
- Reduz a umidade inicial da madeira 
- Diminui custos de transporte 
- Aproveita as condições ambientais 
- Minimiza ataque de fungos manchadores 
 
Desvantagens: 
- Necessita de muito espaço 
- Impossível controlar as condições 
ambientais 
- Tempo de secagem demora mais 
- TU final muito alto, limita o uso 
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- Ocorrência de defeitos, pois a secagem 
não é controlada 
 
Velocidade de Secagem 
 
A velocidade da secagem ao ar livre é 
afetada por: 
- Tipo de pilha e tipo de arranjo das pilhas 
- Condições climáticas do local, regime de 
chuvas 
- Velocidade do ar, ventos 
- Local 
 
Pátio de Secagem 
 
- Sua formação deve ser segundo a 
orientação dos ventos predominantes 
- Pilhas colocadas as margens do pátio 
secam mais rapidamente 
- Deve haver uma distancia entre o solo e 
base das pilhas, para circulação de ar 
- Ideal que a superfície do pátio seja plana, 
drenada, sem vegetação, pavimentada 
- Deve ser construído em local alto, 
próximo a serraria, sem edificações por 
perto e nem árvores 
 
Arranjo do pátio das pilhas 
 
- Arranjo em fileira: o que tem maior 
rendimento em espaço e recomendado 
para espécies com necessidade de 
secagem mais lenta. O controle de 
estoque é difícil porque as pilhas centrais 
não tem um fácil acesso. 
- Arranjo em linha: tem um rendimento 
intermediário. A velocidade de secagem é 
alta e o acesso a cada pilha é muito fácil 
- Arranjo em espinha de peixe: menor 
rendimento de espaço e recomendado 
para espécies mais susceptíveis ao ataque 
de fungos manchadores. Possibilita uma 
secagem bastante rápida, devendo ser 
utilizado somente com espécies fáceis de 
secar e não propensas a defeitos. 
- Arranjo com espaço variável: É um 
método melhorado do método em filas. A 
secagem é mais rápida e uniforme do que 
em fileiras, no qual as passagenssecundárias são de largura uniforme. 
 
 
 
Tipos de Empilhamento 
 
- Pilhas planas com separadores 
- Pilhas verticais com separadores 
- Pilhas em tesoura (permite secagem 
bastante rápida, porém não evita 
empenamentos) 
- Gaiola (também permite secagem muito 
rápida, sem compromisso com a 
qualidade, pode ser executado por uma 
pessoa só) 
 
Bases ou Fundações e Cobertura 
 
- Coberturas servem para proteger de 
chuva, insolação, etc 
- Bases ou fundações dão apoio estável e 
plano para as pilhas, além de prover um 
espaço entre o solo e a pilha para 
circulação de ar 
 
 
 
 
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Cálculo para dimensionamento de pátio 
de secagem 
 
1) Exemplo 
• Produção diária da serraria = 24 m³ 
MS 
• Tempo médio de armazenamento = 
60 dias 
• Dimensões das pilhas = 1,2 x 2,0 m 
(Largura x Altura) 
• Dimensões das peças = Espessura 
- 2.5 cm Comprimento - 4.0 m 
• Dimensões dos separadores = 
Espessura - 2.5 cm 
 
Resolução 
 
1° Passo – Em 60 dias, quantos m³ de 
madeira vai ter? 
Deve-se calcular o estoque contínuo! 
 
𝐸𝐶 = 24 × 60 = 1460 𝑚³ 
 
Ou seja, este pátio tem que comportar 
1460m³! 
 
2° Passo – Calcular o volume da pilha 
 
𝑉𝑃 = 1,2 × 2,0 × 4,0 = 9,6𝑚3 
 
3° Passo – Calcular o volume de madeira 
Como a espessura dos separadores é a 
mesma das peças de madeira, então o 
volume de madeira é metade do volume da 
pilha = 4,8m³ 
 
4° Passo – Calcular o número de pilhas 
 
1460 ÷ 4,8 = ±300 𝑝𝑖𝑙ℎ𝑎𝑠 
Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 1 𝑝𝑖𝑙ℎ𝑎 = 1,2 × 4,0 = 4,8𝑚2 
Á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑝𝑖𝑙ℎ𝑎 = 4,8 × 300 = 1440𝑚² 
 
Interpretando o resultado: 
 
1440 ÷ 0,3 = 4800𝑚² ➔ Ex para Eucalipto 
no arranjo 1 
 
Exemplos para pinus: 
1440 ÷ 0,2 = 7800𝑚2 
1440 ÷ 0,1 = 14800𝑚2 
 
Arranjo em fila: 0,3 
Arranjo em linha: 0,2 
Arranjo espinha de peixe: 0,1 
 
Conclusões: 
Se o proprietário não tem essa área 
disponível, analisar se vale mais a pena 
comprar uma secadora ou adquirir mais 
área 
 
Talvez caia: 
 
Fase do Programa de Secagem 
 
Fase 1 – Aquecimento 
Fase em que a madeira é aquecida até a 
temperatura inicial prevista no programa, 
sem iniciar a secagem superficial. 
 
Fase 2 – Secagem 
Secagem propriamente dita, fase na qual é 
retirada a umidade do material. 
 
Fase 3 – Uniformização e 
Condicionamento 
Fase final, visando reduzir a variação no 
teor de umidade entre peças, eliminar o 
gradiente de umidade dentro da peça e 
aliviar as tensões de secagem pelo 
reumidecimento das camadas superficiais.