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REVISTA DA MADEIRA - EDIÇÃO N°80 - ABRIL DE 2004

Secagem

Estudo detalha benefcios do equilbrio da umidade

A secagem da madeira deve reduzir o teor de umidade, objetivando lev-la at um determinado ponto, com um mnimo de defeitos e no menor tempo possvel. Para tanto deve valer-se de uma tcnica que seja economicamente vivel, tendo-se em mente o fim para o qual a pea da madeira se destina. Algumas tcnicas e recomendaes, para uma secagem eficiente, foram especificadas num estudo divulgado pela Universidade Federal de Braslia.

O estudo afirma que no Brasil, de um modo geral, a prtica da secagem alm de ser pouco difundida, no utilizada pela maioria dos empresrios do setor, como seria indicado, devido aos inmeros benefcios. No caso de transporte de toras, prtica ainda muito comum no Brasil, muita gua transportada para os lugares mais diversos, juntamente com a madeira, sem necessidade.

Segundo o estudo, a simples prtica da secagem da madeira ao ar livre poderia reduzir em 400 kg ou mais o peso da carga de madeira para cada m transportado. Desta forma os custos com frete e mo-de-obra poderiam ser sensivelmente reduzidos, sem contar que as reas para secagem nos grandes centros de destino das cargas tambm seriam sensivelmente reduzidas.

Neste sentido, o entendimento desta prtica necessrio, no apenas para que o desenvolvimento da indstria de produtos madeireiros possa crescer de uma forma mais racional, mas tambm para que o produto possa atingir uma melhor qualidade, capaz de competir com outros do mercado internacional.

Muitas so as razes que levam a se adotar a prtica de secagem da madeira. Entre elas est a reduo na movimentao dimensional, ou seja, a madeira tende a contrair-se conforme vai secando e expandir-se conforme absorve umidade. Uma secagem adequada at um determinado teor de umidade final, diminuir a movimentao dimensional da pea evitando empenos ou rachaduras. Como conseqncia, as peas de madeira podero ser produzidas com maior preciso de dimenses proporcionando melhor desempenho em servio.

A secagem tambm contribui para a reduo dos riscos de ataque de fungos apodrecedores e manchadores. A madeira verde uma das principais fontes de alimentos tanto para fungos quanto para os insetos. O ataque desses microrganismos pode comprometer seriamente as propriedades mecnicas da madeira, alm de alterar significativamente sua aparncia, ocasionando uma reduo no seu valor econmico. Madeiras com T.U. abaixo de 20% tornam-se praticamente imunes ao ataque destes organismos.

Pode-se conseguir, ainda, uma significativa reduo de custos pois, a perda de gua da madeira reduz sensivelmente seu peso e, conseqentemente, seu custo de transporte diminuir.

A melhoria na tratabilidade outra caracterstica observada numa madeira seca corretamente. Uma pea de madeira com T.U. de 20% ser mais facilmente impregnada por produtos qumicos preservativos ou retardantes de fogo, bem como aceitar mais facilmente pinturas, vernizes, ceras e outros materiais de acabamento.

Outra vantagem da secagem o aumento da resistncia mecnica. Em comparao com uma madeira mida, uma pea previamente seca apresenta uma sensvel melhora nas suas propriedades mecnicas, tais como: flexo esttica, compresso, dureza, cisalhamento, e outros, com excees para trao perpendicular s fibras e resistncia ao impacto.

Pode-se conseguir, tambm, uma melhora nas caractersticas de trabalhabilidade, j que uma madeira seca apresenta melhores resultados de aplainamento, lixamento, furao e outros.

A secagem permite uma boa aderncia de produtos fabricados base de cola ou colados, bem como compensados, laminados, e outros.

A fixao de pregos e parafusos tambm apresenta melhor preciso. Pregos ou parafusos cravados em madeira mida tendem a afrouxar com a secagem da madeira, por isso este tipo de prtica deve ser efetuado aps a secagem da pea.

O equilbrio da umidade melhora as propriedades de isolamento, pois, uma madeira seca conduz menos calor que uma mida, alm de aumentar sensivelmente suas propriedades de isolante eltrico e acstico. Outros benefcios adicionais que podem ser obtidos ao se efetuar uma secagem controlada da madeira tanto em estufas quanto em secadoras so:

- o tempo gasto na secagem em comparao com a secagem ao ar livre menor, favorecendo um giro mais rpido do capital investido;

- reduz a rea 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.



Determinao da umidade

Uma rvore viva absorve gua e sais minerais do solo que circulam por toda a planta at atingirem as folhas constituindo a seiva bruta. O processo inverso, das folhas at as razes feito pela seiva elaborada que constituda basicamente de gua e produtos elaborados na fotossntese. Desta forma, a umidade de uma madeira recm cortada pode variar de 35% at 200% (Ochroma piramidale pode atingir at 400%), variando de espcie para espcie. Uma madeira nestas condies normalmente apresenta seus vasos, canais, meatos, bem como o lmem das clulas saturados de gua. Igualmente os espaos vazios localizados no interior da parede celular encontram-se saturados por gua.

A secagem da madeira est diretamente relacionada com a sua estrutura celular, que no caso da madeira de folhosas diferente da estrutura de conferas. Nas folhosas o lenho composto de vrios tipos de clulas: fibras, vasos, clulas parenquimticas e raios. As conferas so compostas basicamente por fibras (traquedeos) e raios. Em comparao com as folhosas, as conferas apresentam geralmente uma estrutura celular mais simples.

Existem dois tipos de gua na madeira: gua de capilaridade (gua livre), localizada nos vasos, meatos, canais e lmem das clulas. Teoricamente este tipo de gua pode ser facilmente retirado. A gua passa de uma clula para outra at atingir a superfcie externa da madeira.

O outro tipo gua de adeso ou higroscpica (gua presa), localizada no interior das paredes celulares. Este tipo de gua mantm-se unida s paredes das clulas em estado de vapor. A retirada deste tipo de gua mais difcil e o processo geralmente mais lento sendo necessrio a utilizao de energia neste processo.



Ponto de Saturao

Quando toda a gua livre ou de capilaridade foi retirada da madeira remanescendo apenas a gua de adeso, diz-se que a madeira atingiu sua umidade de saturao do ar (USA) ou seu PSF. Normalmente o PSF situa-se numa faixa entre 22 e 30% de umidade, variando de espcie para espcie. O PSF importante pois a partir deste ponto que ocorrem as alteraes na estrutura da madeira, tais como: contraes que podem causar defeitos como empenos e rachaduras e conseqentemente alteraes na sua resistncia mecnica e fsica.

Em contrapartida, quando uma pea de madeira seca previamente a 0% de umidade, e exposta ao meio ambiente, esta tende a absorver a gua que est dispersa no ar em forma de vapor. Neste sentido a gua absorvida ir corresponder a gua higroscpica ou de adeso. Quando uma pea de madeira absorve gua do meio ambiente e atinge um teor de umidade final, valor este que est em funo da espcie e das condies do meio ambiente, diz-se que a madeira atingiu seu teor de umidade de equilbrio com o ambiente (TUE).

Durante a secagem, o que ocorre normalmente com a gua presente no interior da madeira um movimento desta de zonas de alta umidade para zonas de baixa umidade, ou seja, a parte mais externa da madeira dever estar mais seca que o seu interior para que ocorra a secagem. A gua liberada para o ambiente atravs das fibras e o processo de secagem mais rpido 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.

Quando diminui a umidade na superfcie da madeira, dar-se- incio a uma movimentao da umidade do interior da madeira para sua parte externa. Desta forma comear a formar-se um gradiente de umidade, que significa entre outras palavras que a madeira ir apresentar diferentes graus de umidade desde a sua parte mais interna at a mais externa.

A umidade move-se no interior da madeira sob a forma lquida ou de vapor e a sua velocidade de movimentao depende basicamente da temperatura interna e externa da madeira. A gua movimenta-se atravs de vrios tipos de passagens tais como: as cavidades das fibras e vasos, clulas radiais, pontuaes, aberturas e dutos de resina dentre outros.

A umidade pode deslocar-se praticamente em qualquer direo, tanto lateral quanto longitudinalmente. Entretanto a sua difuso no sentido longitudinal de 10 a 15 vezes mais rpida que no sentido transversal, assim como a difuso no sentido radial mais rpida que no sentido tangencial.

Caso ocorra secagem, na superfcie da madeira, abaixo do PSF sem que o mesmo acontea no seu interior podero acontecer rachaduras na superfcie e extremos desta pea de madeira.

Quando a madeira est secando, diversas foras agem na movimentao da umidade no seu interior, tais como:

- Ao da capilaridade: movimenta a gua livre atravs das cavidades das clulas e pequenas aberturas na parede celular;

- Diferenas da umidade relativa no interior da madeira: estabelecem gradientes de umidade que movimentam o vapor de gua por difuso;

- Diferenas no teor de umidade: movimentam a gua presa ou de adeso atravs de pequenas passagens nas paredes celulares, tambm por difuso.

Imagina-se um recipiente fechado parcialmente preenchido com gua. Com o auxlio de um aparelho para medir a presso de vapor de gua neste recipiente, poderamos verificar que a uma determinada temperatura constante, a presso de vapor de gua se elevaria medida que a gua fosse evaporando, at que esta atingisse um ponto de equilbrio com o meio, alm do qual no haveria mais evaporao da gua, e sim a sua precipitao. A este ponto que corresponde a presso de saturao de vapor de gua quela temperatura.

Neste ponto, o ar dentro deste recipiente est com uma umidade absoluta de saturao, no podendo comportar mais umidade, sendo que se mais gua evaporar, esta ser condensada nas paredes do recipiente, mantendo desta forma o equilbrio do meio. Entretanto, se a temperatura for elevada, a presso de vapor tambm aumentar at atingir novo equilbrio.



Mtodos para secagem

O mtodo da secagem em estufa um dos mais precisos para determinao do teor de umidade da madeira, porm tambm aquele que requer um maior perodo de tempo. Utiliza a expresso anteriormente apresentada, alm de utilizar uma estufa dotada de circulao forada de ar e termostato para controle da temperatura entre 101 e 105C, alm de uma balana com preciso de 0,1g. Este mtodo no recomendvel para determinao da umidade de madeiras que contenham materiais volteis. Neste caso deve-se usar o mtodo de Karl Fischer, que utiliza amostras de madeira de 2,5cm (direo da gr) retiradas pelo menos 30cm de distncia das extremidades da pea.

O mtodo dos medidores eltricos utiliza aparelhos de grande utilidade pois determinam a umidade imediata da madeira. Seu princpio est baseado na resistncia a passagem de corrente eltrica que varia inversamente com a umidade da madeira. So muito prticos e rpidos no sendo necessrio cortar a madeira. Possuem agulhas que so introduzidas na madeira fornecendo a leitura analgica ou digital, dependendo do aparelho utilizado, atravs de um mostrador. So mais precisos dentro de uma faixa de umidade que varia entre 7 at 30%.

O mtodo de destilao determina o teor de umidade da madeira volumetricamente, utilizando-se produtos qumicos especficos como xileno ou tolueno, que atuam como extratores por no se misturarem com a gua contida na madeira. So mais indicados para madeiras que contenham extrativos volteis.

Alm dos mtodos anteriormente descritos, existem outros um pouco menos comuns, utilizados em situaes mais especficas. O mtodo de Titulao Karl Fischer mtodo fundamenta-se na determinao iodomtrica da gua que removida da madeira por destilao. J, no mtodo Higromtrico a umidade da madeira determinada introduzindo-se um higrmetro em um orifcio previamente aberto na madeira. Sela-se este orifcio e aps a umidade da madeira entrar em equilbrio com o ar contido no seu interior, o teor de umidade da madeira obtido.

O mtodo da radiao nuclear utiliza um gerador de nutrons de alta velocidade, os quais so dirigidos para a madeira. Parte destes nutrons tem sua velocidade diminuda pelas molculas de hidrognio presentes nas molculas de gua, e a sua contagem efetuada atravs de um detector.

Como o teor de umidade avaliado em funo do peso da madeira, a sua densidade deve ser medida, sendo efetuada atravs de radiao gama. Para isso, um feixe de raios gama dirigido para a madeira e a intensidade de radiao refletida atravs do material, que inversamente proporcional a sua densidade, medida por um detector. Os dados dos dois detectores combinados fornecem o teor de umidade da madeira.