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radial, tangencial e

longitudinal como nas coníferas, através das suas pontoações as quais unem os

elementos estruturais e pelas placas de perfuração dos vasos.

A permeabilidade do alburno é maior que a do cerne e se realiza da mesma

forma que nas coníferas exceto quando os vasos estão obstruídos por tiloses as quais

reduzem a permeabilidade. A translocação de líquidos em folhosas é mais complexa

que em coníferas devido o efeito dos poros por produzirem os tilos, madeiras com

porosidade anelar a permeabilidade é maior que em madeiras com porosidade

difusa.

3.1.7 TEOR DE UMIDADE

Uma árvore quando é recém cortada apresenta grande quantidade de água na

sua estrutura, variando esta quantidade segundo a época do ano, região de

procedência e a espécie florestal. Madeiras leves, por serem mais porosas

apresentam maior quantidade de água que as madeiras mais pesadas. Da mesma

forma o alburno, por ser formada por células cuja função principal é a condução da

água, apresenta um conteúdo de umidade maior que o cerne. Em outras palavras a

porcentagem de umidade varia muito entre as espécies, variando ainda, dentro da

própria espécie e ainda dentro do tronco da árvore, tanto no sentido medula-casca

como no sentido base-topo.

A relação entre a água total e a matéria seca lenhosa é muito variável em uma

peça de madeira, estando sujeita a influência de vários fatores, entre eles, a estrutura

celular e a massa específica da madeira.

O cerne não permite conteúdo de umidade elevado devido as substâncias

fenólicas infiltradas e contidas em suas células, no entanto, o alburno pode

acumular mais de 100% de seu peso em água, podendo chegar a 400% em

madeiras muito leves exemplo; os álamos (Populus sp), balsa (Ochroma logopus) e

o pinho cuiabano (Ceiba pentandra) entre outras. A água contida na madeira se

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encontra sob diferentes formas (água livre ou capilar, e água de impregnação ou

higroscópica)

3.1.7.1 Água Livre (Capilar)

É a água que se encontra ocupando as cavidades celulares o lúmen dos

elementos vasculares, resultando numa condição de “verde” para a madeira. A

quantidade de água livre que conter uma madeira esta limitada por seu volume

poroso.

Ao iniciar a secagem, a água livre vai saindo facilmente pela evaporação, já

que é mantida na madeira através de forças capilares muito fracas, até o momento

em que não se contém mais este tipo de água. Neste ponto a madeira estará no que

se denomina “ponto de saturação das fibras” (PSF), que corresponde a um conteúdo

de umidade entre 28 e 32%. Quando a madeira alcança este condição, suas paredes

estão completamente saturadas, mas suas cavidades (lúmens) estão vazias.

Um dos fatores limitante na secagem da madeira é a retirada da água capilar

na forma líquida das cavidades das células da madeira. Normalmente, deve-se

utilizar baixas temperaturas durante as etapas iniciais da secagem devido aos riscos

associados à remoção rápida da água a altas temperaturas. Deve-se desenvolver

curvas de secagem específicas para cada espécie de madeira e até mesmo entre a

mesma espécie dependendo do uso final do produto a ser gerado.

Durante esta fase de secagem, a madeira não sofre variação dimensional,

nem alterações de suas propriedades mecânicas. Por esta razão, o PSF é muito

importante desde o ponto de vista físico-mecânico e de algumas propriedades

elétricas da madeira.

3.1.7.2 Água de Impregnação (Higroscópica)

É água que se encontra nas paredes celulares, também é chamada de água de

impregnação ou higroscópica. Exista uma teoria de que a água de impregnação esta

constituída por hidrogênios fixados principalmente por grupos hidroxilas da

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celulose, das polioses e em menores quantidades na lignina formando pontes de

hidrogênio.

Durante a secagem da madeira, quando está perdeu sua água livre por

evaporação e continua secando-se, a perda de umidade ocorre com maior lentidão

até chegar a um estado de equilíbrio higroscópico com a umidade relativa da

atmosfera circundante.

Para maioria das espécies, o equilíbrio higroscópico esta entre 12 e 18% de

conteúdo de umidade, dependendo do lugar de onde se realiza a secagem. A

madeira seca ao ar livre só pode alcançar estes valores de umidade de equilíbrio.

Para obter conteúdos de umidade menores, deve-se recorrer a secagem artificial.

Se o movimento da água capilar é relativamente simples de ser

compreendido nos seus aspectos físico e matemático, o mesmo não ocorre com o

movimento da água de impregnação e do vapor de água, que ocorrem

simultaneamente por meio de difusão em um tipo de transporte conhecido como

transporte em estado instável. Nessas condições, o fluxo de umidade e o gradiente

são variáveis no espaço e no tempo.

A água higroscópica move-se por difusão através das paredes celulares, em

conseqüência de forças originadas pelo gradiente de umidade. A contribuição do

vapor d’água, para a quantidade total de água movimentada, pode ser desprezada

nas condições normais de secagem. A rapidez ou facilidade de secagem (coeficiente

de difusão da água higroscópica) varia diretamente com a temperatura e a umidade,

inversamente com a densidade e depende da direção estrutural da madeira.

3.2 FATORES FÍSICOS DA SECAGEM

A secagem da madeira pode ser definido como um 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 da água livre

(HART, 1966).

A transferência de calor e a superfície de evaporação pelas condições

externas, e o movimento da umidade do interior para a superfície é controlado

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principalmente pelas propriedades da madeira, como: permeabilidade e a massa

específica. O equilíbrio entre os fatores externos e internos é atingido durante a

secagem em estufa através do programa de secagem.

Segundo PONCE E WATAI (1985), o teor de umidade pode variar muito,

desde 30 até 200% em relação ao seu peso seco. após a derrubada da árvore, a

madeira começa a perder umidade “seiva”, para o meio ambiente.

Segundo KOLLMANN (1959), a água existente na madeira pode ser

classificada de duas maneira:

• água livre ou capilar: localizada nos lumens celulares e espaços

intercelulares, retida por forças capilares.

• água de impregnação ou higroscópica: aquela que se encontra nas

camadas polimoleculares nos espaços submicroscópicos da parede

celular, ligada por forças elétricas conhecidas como pontes de hidrogênio.

Estes dois tipos de água desempenham funções diferenciadas no processo de

secagem da madeira. Enquanto que a água capilar é mais importante para as

propriedades térmicas e elétricas. A água higroscópica age principalmente sobre as

propriedades físicas e mecânicas da madeira, SANTINI (1996).

3.2.1 MOVIMENTO DA CAPILAR NA MADEIRA

Segundo KOLLMANN & CÔTÉ (1968), afirmam que, a cima do PSF, o

movimento de umidade do interior para a superfície é causado por forças capilares,

e segue as leis de Poiseuiele, a qual descreve este tipo de movimento de uma

maneira. Em um capilar cheio com determinado líquido, o movimento de água é

produzido pelas diferenças existentes em tensão, devido as forças existentes na

superfície do menisco dentro do capilar. a força de tensão “T” em um menisco

balanceado de um capilar com raio “r”, pode ser calculado utilizando-se a equação

abaixo demonstrada:

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T Hxd d
dxr

xd t
r

= = =

β 2

onde:

T = tensão capilar, g/cm3

H = altura de ascensão do líquido
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