RESUMO

A madeira em seu estado natural contém quantidade significativa de água que deve ser removida para garantir uma maior durabilidade de seus produtos acabados. A simulação de processos industriais é uma ferramenta usada para aumentar o lucro e garantir a qualidade do produto com menores custos. A secagem industrial da madeira é particularmente sensível às condições do processo: pequenas alterações nas variáveis do processo podem provocar rachaduras na madeira, com consequente perda de qualidade do produto. O estudo do mecanismo de secagem envolve a compreensão da movimentação de água em seu interior e a evaporação para o ambiente. No presente trabalho procura-se desenvolver uma modelagem matemática que permita a otimização segura do processo de secagem, partindo-se de apenas alguns ensaios experimentais que resultem em propriedades termodinâmicas generalizáveis para o processo. Para modelar o processo de transporte de calor e massa simultâneos, que ocorrem na secagem, lançou-se mão de um modelo rigoroso, que emprega como ferramenta a termodinâmica dos processos irreversíveis e que resulta em duas funções: uma representando o perfil de umidade no interior do sólido e a outra o perfil de temperatura. As propriedades determinadas nos ensaios experimentais foram: a difusividade térmica, a difusividade mássica e o fator de acoplamento que relaciona o fluxo de massa provocado pelo gradiente de temperatura no interior do sólido. Verificou-se que a difusividade mássica e térmica variam com o tempo de exposição do sólido, encontrando valores médios de 1,81*E-7 para difusividade térmica e 2,20*E-8 para difusividade mássica. Os resultados obtidos pela modelagem matemática mostram que esta representa, de forma satisfatória, os processos de transferência de massa e calor em uma chapa de madeira úmida, quando exposta a uma corrente de ar quente.

Palavras-chave: Madeira, Secagem, Otimização