A secagem da madeira visa a redução do teor de umidade para que a peça apresente o mínimo de defeitos e no menor tempo possível. Para tanto é preciso uma técnica que seja economicamente viável, para a finalidade o qual a peça da madeira se destina. No Brasil, de um modo geral, esta prática além de ser pouco difundida, é também pouco utilizada por aqueles que vivem do ramo madeireiro. São raras as serrarias que possuem pátios de madeiras. No caso de transporte de toras, prática ainda muito comum em nosso país, muita água é transportada para os lugares mais diversos, juntamente com a madeira, sem necessidade.
A simples prática da secagem da madeira ao ar livre poderia reduzir em 400 kg ou mais o peso da carga de madeira para cada m³ transportado. Desta forma os custos com frete e mão-de-obra poderiam ser sensivelmente reduzidos, sem contar que as áreas para secagem nos grandes centros de destino das cargas de madeira seriam também sensivelmente reduzidas.
Neste sentido, é que o entendimento desta prática faz-se necessário, não apenas para que o desenvolvimento da indústria de produtos madeireiros possa crescer de uma forma mais racional, mas também para que o nosso produto possa atingir uma melhor qualidade, capaz de competir com outros produtos do mercado internacional.
As principais razões que levam a se adotar a prática de secagem da madeira são: a redução na movimentação dimensional; redução dos riscos de ataque de fungos apodrecedores e manchadores; a redução na movimentação dimensional; redução de custos e o aumento da resistência mecânica, entre outros. A madeira tende a contrair-se conforme vai secando e expandir-se conforme absorve umidade. Uma secagem adequada até um determinado teor de umidade final, diminuirá a movimentação dimensional da peça evitando empenos ou rachaduras. Como conseqüência, as peças de madeira poderão ser produzidas com maior precisão de dimensões proporcionando melhor desempenho em serviço.
A secagem reduz os riscos de ataque de fungos apodrecedores e manchadores porque a madeira verde é uma das principais fontes de alimentos tanto para fungos quanto para os insetos. O ataque desses microrganismos pode comprometer seriamente as propriedades mecânicas da madeira, além de alterar significativamente sua aparência, ocasionando uma redução no seu valor econômico. Madeiras com T.U. abaixo de 20% tornam-se praticamente imunes ao ataque destes organismos.
A redução de custos está relacionada com a perda de água da madeira, que diminui sensivelmente seu peso e, conseqüentemente, seu custo de transporte diminuirá.
A melhoria na tratabilidade é outra vantagem, isso porque uma peça de madeira com T.U. de 20% será mais facilmente impregnada por produtos químicos preservativos ou retardantes de fogo, bem como aceitará mais facilmente pinturas, vernizes, ceras e outros materiais de acabamento.
O aumento da resistência mecânica pode ser percebido quando se compara uma peça de madeira úmida a uma madeira previamente seca, que apresenta uma sensível melhora nas suas propriedades mecânicas, tais como: flexão estática, compressão, dureza, cisalhamento e outros.
A melhora nas características de trabalhabilidade é percebida porque uma madeira seca apresenta melhores resultados de aplainamento, lixamento, furação, e outros. Apresenta , também, melhora na capacidade de colagem, já que uma madeira úmida não permite uma boa aderência de produtos fabricados à base de cola ou colados. Exemplos: compensados, laminados, e outros.
A fixação de pregos e parafusos cravados em madeira úmida tendem a afrouxar com a secagem da madeira, por isso este tipo de prática deve ser efetuado após a secagem da peça. Com isso, juntas cravadas em madeira verde podem perder até metade da sua resistência.
Outra vantagem da secagem é a melhora nas propriedades de isolamento. Uma madeira seca conduz menos calor que uma úmida, além de aumentar sensivelmente suas propriedades de isolante elétrico e acústico. Outros benefícios adicionais que podem ser obtidos ao se efetuar uma secagem controlada da madeira tanto em estufas quanto em secadoras são:
- O tempo gasto na secagem em comparação com a secagem ao ar livre é menor favorecendo um giro mais rápido do capital investido;
- Reduz a área destinada ao armazenamento da madeira;
- Podem obter-se teores de umidade mais baixos do que os obtidos com a secagem ao ar livre;
- Minimizar os defeitos de secagem como rachaduras, empenos, encanoamentos quando
se utilizam programas adequados;
- Combate e elimina fungos e/ou insetos presentes na madeira.
Umidade da madeira
Uma árvore viva absorve água e sais minerais do solo que circulam por toda a planta até atingirem as folhas constituindo a seiva bruta. O processo inverso, das folhas até as raízes é feito pela seiva elaborada que é constituída basicamente de água e produtos elaborados na fotossíntese. Desta forma, a umidade de uma madeira recém cortada pode variar de 35% até 200% (Ochroma piramidale pode atingir até 400%), variando de espécie para espécie.
Uma madeira nestas condições normalmente apresenta seus vasos, canais, meatos, bem como o lúmem das células saturados de água. Igualmente os espaços vazios localizados no interior da parede celular encontram-se saturados por água. Partindo deste princípio podemos dizer que existem dois tipos de água na madeira.
Podemos dizer que existem dois tipos de água na madeira: água de capilaridade (água livre), localizada nos vasos, meatos, canais e lúmem das células. Teoricamente este tipo de água pode ser facilmente retirado. A água passa de uma célula para outra até atingir a superfície externa da madeira. E, água de adesão ou higroscópica (água presa)
Localizada no interior das paredes celulares. Este tipo de água mantém-se unida às microfibrilas das paredes das células em estado de vapor. A retirada deste tipo de água é mais difícil e o processo geralmente é mais lento sendo necessário a utilização de energia neste processo.
Saturação das fibras
Quando toda a água livre ou de capilaridade foi retirada da madeira remanescendo apenas a água de adesão, diz-se que a madeira atingiu sua umidade de saturação do ar (USA) ou seu PSF. Normalmente o PSF situa-se numa faixa entre 22 e 30% de umidade, variando de espécie para espécie. O PSF é importante pois, é a partir deste ponto que ocorrem as alterações na estrutura da madeira, tais como: contrações que podem causar defeitos como empenos e rachaduras e conseqüentemente alterações na sua resistência
mecânica e física.
Em contrapartida, quando uma peça de madeira é seca previamente a 0% de umidade, e exposta ao meio ambiente, esta tende a absorver a água que está dispersa no ar em forma de vapor. Neste sentido a água absorvida irá corresponder a água higroscópica ou de adesão. Quando uma peça de madeira absorve água do meio ambiente e atinge um teor de umidade final, valor este que está em função da espécie e das condições do meio ambiente, diz-se que a madeira atingiu seu teor de umidade de equilíbrio com o ambiente.
Durante a secagem, o que ocorre normalmente com a água presente no interior da madeira é um movimento desta de zonas de alta umidade para zonas de baixa umidade, ou seja, a parte mais externa da madeira deverá estar mais seca que o seu interior para que ocorra a secagem. A água é liberada para o ambiente através das fibras e o processo de secagem é mais rápido quanto mais alta for a temperatura ambiente, menor for a umidade relativa do ar e maior for a velocidade deste mesmo ar que circula a madeira.
Diminuindo a umidade na superfície da madeira, dar-se-á início a uma movimentação da umidade do interior da madeira para sua parte externa. Desta forma começará a formar-se um gradiente de umidade, que significa entre outras palavras que a madeira irá apresentar diferentes graus de umidade desde a sua parte mais interna até a mais externa.
A umidade move-se no interior da madeira sob a forma líquida ou de vapor e a sua velocidade de movimentação depende basicamente da temperatura interna e externa da madeira. A água movimenta-se através de vários tipos de passagens tais como: as cavidades das fibras e vasos, células radiais, pontuações, aberturas e dutos de resina dentre outros.
A umidade pode deslocar-se praticamente em qualquer direção, tanto lateral quanto longitudinalmente. Entretanto a sua difusão no sentido longitudinal é de 10 a 15 vezes mais rápida que no sentido transversal, assim como a difusão no sentido radial é mais rápida que no sentido tangencial.
Pressão de saturação
Imaginemos um recipiente fechado parcialmente preenchido com água. Com o auxílio de um aparelho para medir a pressão de vapor de água neste recipiente, poderíamos verificar que a uma determinada temperatura constante, a pressão de vapor de água se elevaria à medida que a água fosse evaporando, até que esta atingisse um ponto de equilíbrio com o meio, além do qual não haveria mais evaporação da água, e sim a sua precipitação. A este ponto é que corresponde a pressão de saturação de vapor de água àquela temperatura.
Neste ponto, o ar dentro deste recipiente está com uma umidade absoluta de saturação, não podendo comportar mais umidade, sendo que se mais água evaporar, esta será condensada nas paredes do recipiente, mantendo desta forma o equilíbrio do meio. Entretanto, se a temperatura for elevada, a pressão de vapor também aumentará até atingir novo equilíbrio.
O mecanismo de secagem da madeira pode ser explicado a partir de dois pontos Distintos: a evaporação da água das camadas superficiais da madeira, que é absorvida pela atmosfera; e a movimentação da água das camadas internas da madeira para as camadas mais externas, até atingir a sua superfície.
Entretanto, estes dois fatores não ocorrem de um modo sincronizado e também não se encontram sob a influência dos mesmos fatores. Desta forma pode-se dizer que a diferença entre a velocidade de evaporação da umidade superficial da madeira, e a velocidade de transfusão da umidade interna, ocasionam a maioria dos defeitos nas peças de madeira, como encanoamentos, empenamentos e outros. Assim, se a perda da umidade superficial for mais rápida que a transfusão interna da umidade, teremos uma secagem ineficaz, com o aparecimento de defeitos. Daí a necessidade de limitarmos a velocidade de movimentação da umidade das camadas internas da madeira.
Desta forma, ao efetuarmos a secagem de uma madeira que esteja com uma umidade: acima do PSF, o movimento da água livre seguirá em geral as leis capilares, ou seja, quanto menor for o diâmetro dos capilares, maior será a força de tração da coluna de água nestes capilares. Podendo então, surgirem defeitos durante a secagem. Abaixo do PSF a secagem é considerada geralmente como sendo um processo de difusão, ou seja, a água das camadas mais internas se difundem na forma de vapor preenchendo os espaços vazios deixados pela água livre, até atingirem a superfície da madeira por capilaridade.
Secagem em estufas
As principais vantagens da secagem em estufa em relação a secagem natural são:
- Redução do período de tempo de secagem, possibilitando em última análise, um maior giro de capital;
- Maior controle sobre os defeitos de secagem;
- Possibilidade de eliminar ataques de fungos e insetos;
- Redução da umidade da madeira a teores pré-determinados, em qualquer época do ano; e
- Dispensar a utilização de grandes pátios necessários para secagem natural de grandes volumes de madeira.
De um modo geral, uma estufa de secagem de madeira, deve possibilitar uma
circulação mais rápida do ar no seu interior, temperaturas maiores que as do ambiente externo e uma variação controlada da umidade relativa no seu interior.
Desta forma, durante uma secagem em secadores, esses três fatores devem ser controlados de maneira rigorosa, a fim de permitir uma secagem adequada da madeira.
De uma forma geral, as estufas podem ser classificadas quanto a sua forma de carregamento e quanto a circulação do ar no seu interior. Quanto ao seu carregamento as estufas podem ser classificadas como câmaras progressivas ou de túnel e câmaras descontínuas ou de compartimento. Já quanto a circulação do ar elas podem ser classificadas como câmaras de circulação de ar natural e câmaras de circulação forçada.
A preparação da carga na secadora é de fundamental importância para que se possa obter um bom desempenho da secagem. Obedecendo-se os critérios básicos, pode-se conseguir ao final da secagem, madeira sem empenamentos, com menores tensões de secagem, mais uniformes e possivelmente um processo de secagem mais rápida.
A seleção das peças de madeira simplifica a operação de entabicamento, bem como, auxilia na obtenção de peças com similaridade em características de secagem. A seleção pode ser feita de várias formas, sendo as principais descritas a seguir:
Na medida do possível, o carregamento deve ser composto por uma só espécie de madeira, ou por espécies que apresentem características semelhantes. Não é recomendável misturar num mesmo carregamento, peças parcialmente secas ao ar com peças consideradas verdes. As peças verdes requerem condições mais suaves de secagem inicial e também um tempo mais longo, em comparação com aquelas parcialmente secas.
Normalmente, o cerne e o alburno apresentam diferentes teores de umidade. O alburno seca mais rapidamente que o cerne. Portanto, é vantajoso, sempre que possível, separar peças de cerne e de alburno, principalmente, quando está se processando grandes volumes de madeira.
A seleção por espessura simplifica o entabicamento e consequentemente, a secagem pois, reduz o empenamento das peças e dos tabiques. A falta de contato entre a tábua e o tabique, pode provocar empenos, como por exemplo, encanoamentos e torções, resultando em uma desuniformidade do fluxo de ar através da pilha de madeira.
Pilhas formadas com peças de diferentes comprimentos, podem dar origem a tábuas empenadas no final da secagem. Ao contrário, tábuas com o mesmo comprimento, bemapoiadas e alinhadas, facilitam a secagem, bem como, proporcionam uma maior estabilidade à pilha de madeira. O uso de tabiques ou separadores podem reduzir sensivelmente os empenamentos, assegurando uma secagem mais rápida e uniformes.
Fonte: Universidade de Brasília. |
