Modelagem e simulação do processo de secagem de madeiras serradas de espécies tropicais brasileiras

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

A modelagem e a simulação da secagem de madeira podem auxiliar na definição das condições adequadas de secagem para cada espécie, definidas pelo programa de secagem. Apesar de existirem outros métodos de secagem, a secagem convencional ainda é a mais utilizada, especialmente para madeiras tropicais. Entre as espécies para as quais há carência de informações relativas à secagem estão a muirapiranga (Brosimum rubescens e B. paraensis), a timborana ou fava-orelha-de-negro (Enterolobium schomburgkii) e a andiroba (Carapa guianensis). Para estas espécies foram determinados parâmetros necessários à modelagem do processo de secagem, como a difusividade efetiva e isotermas de sorção. As isotermas de sorção foram determinadas experimentalmente em câmaras com umidade relativa do ar ajustada com soluções salinas supersaturadas, nas temperaturas de 47, 60 e 85 C. Os modelos de Hailwood e Horrobin (HH) e Gugenhein, Andersen e de Bôer (GAB) foram ajustados com os dados experimentais e utilizados para definir a umidade de equilíbrio nas condições de temperatura e umidade relativa determinadas nos programas de secagem. Cerca de cinqüenta peças por espécie foram submetidas à secagem nas temperaturas de 50 e 70 C e umidades relativas de 20 e 60%. As curvas de secagem obtidas através das pesagens diárias permitiram a determinação da difusividade efetiva. Analisando o conjunto das três espécies, a difusividade apresentou alta correlação negativa com a massa específica básica da madeira. Os coeficientes convectivos de transferência de massa foram determinados experimentalmente, mas os valores obtidos foram considerados inconsistentes pela dificuldade de determinar o teor de umidade superficial da madeira e pela ausência de uma fase de secagem com taxa constante. Nos modelos foram utilizadas propriedades térmicas, coeficientes de transferência de massa e de calor obtidos através de relações empíricas. A validação da difusividade efetiva foi realizada através da aplicação em um modelo difusional, unidimensional, isotérmico, com coeficiente de transferência de massa infinito, discretizado pelo método dos volumes finitos. Foi possível reproduzir curvas de secagem e os gradientes de umidade em diferentes momentos durante a secagem. Em seguida foram simulados programas de secagem recomendados para cada uma das três espécies utilizando um modelo composto por uma equação da conservação da energia e uma equação da conservação da espécie química (balanço de massa para a água), sendo a condução de calor e a difusão de umidade os componentes principais destas equações.

ASSUNTO(S)

madeira serrada - secagem isotherm engenharia quimica engenharia quimica modelos matematicos isoterma

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