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REVISTA DA MADEIRA - EDIÇÃO N°121 - NOVEMBRO DE 2009

Secagem

Grupamento de espcies tropicais para a secagem convencional

Nos diversos processos de transformação da madeira em produtos de maior valor agregado é imprescindível a secagem adequada do material, com distribuição uniforme da umidade e livre de tensões. Além da importância em relação à qualidade do produto final, a secagem artificial é a operação unitária que apresenta o maior custo individual; razões que motivam o constante esforço para aumentar a eficiência dos secadores e do processo propriamente dito.

A indicação dos programas de secagem para as espécies mais conhecidas usualmente é baseada nas informações da literatura especializada; mas ainda é problemático indicar programas para espécies pouco conhecidas.

A atual conjuntura do setor das indústrias brasileiras de base florestal, no que se refere ao segmento dos manufaturados em madeira maciça, reforça a importância e a demanda por informações atualizadas sobre a secagem de madeiras; notadamente sobre programas de secagem para as espécies menos conhecidas. A adoção das técnicas do Manejo Florestal Sustentável, aplicadas às florestas tropicais, implica na exploração de espécies não tradicionais e desconhecidas; e as técnicas do melhoramento genético e da reprodução vegetativa, aplicadas às florestas homogêneas de rápido crescimento, podem resultar em diferentes florestas, de uma mesma espécie, mas produzindo madeira com características e comportamentos diferentes.

Embora cada espécie, ou tipo de madeira, apresente comportamento individual quando submetida à secagem convencional, espécies com características similares podem ser grupadas em um mesmo programa de secagem; desde que o comportamento específico seja conhecido e o programa em si ajustado para a espécie de secagem mais difícil. O grupamento é uma possibilidade interessante para as indústrias, pois torna desnecessário manter estoques elevados de cada espécie industrializada para efetuar a secagem de cargas homogêneas.

Métodos

A maioria dos operadores de secadores procura “aquele” programa, que resultará em uma secagem rápida sem perdas de madeira; e com o tempo descobrem que não existe o programa perfeito. Se as condições operacionais envolvem falta de experiência ou conhecimento, secadores deficientes quanto ao projeto ou componentes e sistemas de controle inadequados, é difícil obter bons resultados e a prática da secagem deve seguir um padrão conservador.

No programa do tipo umidade-temperatura, os principais parâmetros a serem considerados para avaliar a sua agressividade são a temperatura inicial (Ti), a temperatura final (Tf) e o potencial de secagem (PS, equação 1). As temperaturas indicam a disponibilidade de energia no ar para evaporar a água presente na madeira, enquanto que o potencial de secagem indica a intensidade desejada para a evaporação superficial ou a agressividade do programa em si.

Quanto maiores as temperaturas e o potencial de secagem, mais rápida será a secagem. Contudo, maior será a possibilidade de aumentar a incidência de defeitos. O programa de secagem ideal é aquele que promove a melhor combinação entre rapidez e qualidade, e deverá ser ajustado pelo operador de acordo com os equipamentos disponíveis (secador e sistema de controle) e com as práticas operacionais adotadas (empilhamento, separação por espécie ou espessura, pré-secagem ao ar, dentre outras).

Diferentes métodos de ensaio, visando indicar programas de secagem para espécies menos conhecidas, são apresentados na literatura específica. Esses métodos, fundamentalmente, são baseados na correlação do comportamento da madeira serrada na secagem convencional com:

a) as propriedades físicas e mecânicas da madeira;
b) o comportamento de amostras submetidas a diferentes condições de secagem.

Contudo, os métodos que envolvem a determinação de propriedades físicas e mecânicas implicam em ensaios laboratoriais que demandam equipamentos específicos e um razoável período de tempo para sua execução. Simpson e Verrill (1997), comentam que, em uma análise geral, essas metodologias apresentaram bons ajustes entre os programas estimados e os recomendados pela literatura; mas que para várias espécies o programa estimado ainda apresentava um desvio considerável em relação ao programa recomendado.

O método usado para classificação de madeiras tropicais conforme a facilidade de secagem conduz ao grupamento de espécies que apresentam comportamento similar, sem a indicação do programa de secagem. Os métodos que estimam o programa de secagem a partir da densidade básica e do teor de umidade inicial permitem o grupamento com a indicação de um programa padronizado.

Da mesma forma, as metodologias para estimar o programa de secagem a partir de uma secagem drástica (Brandão e Jankowsky, 1992) resultam no grupamento das espécies que apresentam resultados similares. A principal diferença destas metodologias é a possibilidade de considerar também a taxa de secagem, acima e abaixo do PSF, e a intensidade dos defeitos de secagem como fatores para o grupamento; ou para amenizar o programa indicado para a secagem.

Secagem drástica

O método da secagem drástica, descrito em detalhes por Jankowsky (2009), utiliza amostras com 10 mm de espessura, 50 mm de largura e 100 mm de comprimento (sentido das fibras).

Essas amostras são submetidas à secagem em estufa de laboratório sob temperatura constante de 100°C (secagem drástica). Durante a secagem as amostras são periodicamente pesadas e avaliadas quanto à incidência de defeitos, até que o teor de umidade seja igual ou inferior a 5,0%. O período de tempo entre as avaliações periódicas pode variar de 45 a 120 minutos (respectivamente, no início do ensaio, quando a taxa de secagem é alta; e ao final do ensaio, quando se observa redução na taxa de secagem).

Comparação entre métodos

As metodologias mais recentes para a estimativa dos programas de secagem e grupamento de espécies foram apresentadas por Simpson e colaboradores, em vários trabalhos ao longo da década de 90. Apresentam um resumo da evolução metodológica e disponibilizam dois métodos para a estimativa dos programas de secagem, ambos baseados na densidade básica da madeira:

a. método da análise de regressão, em que os códigos do programa de secagem (classes de temperatura, teor de umidade e diferença higrométrica) são relacionados com a densidade básica da madeira através de equações do tipo Y = a + b (X); onde [Y] é o código do programa de secagem e [X] é a densidade básica da madeira;

b. método de classificação baseado no índice de severidade do programa, que pode ser acessado através da página Web do Laboratório de Produtos Florestais (Departamento de Agricultura dos Estados Unidos). Neste método, ao ser informado o valor da densidade básica da madeira é disponibilizado o programa de secagem mais indicado.

Nos dois métodos, os programas indicados têm como referência básica o “Manual de Operadores de Estufas”, uma das principais obras da literatura sobre secagem de madeira serrada.

Dos três métodos para estimativa do programa de secagem e grupamento de espécies, o método de classificação baseado no índice de severidade é o menos adequado. Em relação aos outros dois métodos, nota-se que ambos resultam em maior número de grupos, similares entre si; sendo que os programas de secagem estimados para os grupos também apresentam similaridade. As diferenças entre os programas de secagem, na comparação entre métodos, estão na temperatura inicial [Ti] e, principalmente, no potencial de secagem [PS].

Os programas de secagem estimados pelo método de secagem a 100°C são mais suaves do que os estimados pelo método proposto por Simpson e Verrill (1977), fato que aumenta a segurança na indicação desses programas em escala industrial, seja para espécies menos conhecidas ou para técnicos sem muita experiência operacional.

Outro aspecto favorável ao método de secagem a 100°C é a medição das taxas de secagem e da possibilidade da incidência de defeitos. Com essas informações é possível refinar o grupamento de espécies e, dentro de um mesmo grupo, indicar qual é a espécie mais problemática (como exemplo, as espécies destacadas em negrito na Tabela 4). Para as operações de secagem em escala industrial essa é uma informação importante, pois facilita ao técnico controlar todo o processo observando a espécie mais problemática e, com isso, reduzindo o risco de perdas por defeitos de secagem.

Considerando a simplicidade de execução, tanto em termos dos equipamentos necessários e do tempo para execução do ensaio, a estimativa de programas mais suaves e a possibilidade de refinar o grupamento de espécies sob um mesmo programa de secagem; pode-se concluir que, dentre os métodos avaliados, a secagem a 100°C (ensaio de secagem drástica) é a metodologia mais adequada para a estimativa dos programas de secagem convencional para madeira serrada e para o grupamento de espécies.

Autor: Ivaldo P. Jankowsky - Professor Associado - Departamento de Ciências Florestais - USP / ESALQ