Como a Água se Movimenta na Tora de Madeira?

De antemão, a movimentação de água na madeira está diretamente envolvida com o processo de secagem. Todavia, tal movimento se baseia na interação das 03 zonas:

• 1º – Da zona de alta umidade para zona de baixa umidade;
• 2º – Da zona de menor temperatura para a de maior temperatura.
• 3º – Da zona menos exposta a ventilação para a de maior exposição a ventilação.
• 4º – Da zona de maior pressão para a de menor pressão

Primeiramente, o movimento de água, seja qual for o tipo, ocorre praticamente em qualquer direção, tanto no sentido longitudinal como no sentido transversal. Assim, a água livre movimenta-se de forma relativamente simples de ser compreendida, quanto aos aspectos físicos e matemáticos; assemelhando-se à água em um cano, de forma fluida.

Nesse sentido, a movimentação da água de adesão e a do vapor d’água, que ocorrem por difusão, que é um processo mais lento, no qual acontecem, simultaneamente:

• A difusão de vapor através das cavidades celulares:
• A difusão de água adsorvida nas paredes celulares da madeira.

Nesse sentido, se você quiser saber mais sobre as variáveis da secagem de madeira, recomendamos a leitura do artigo Alguns Conceitos e Problemas a Serem Considerados, além do artigo Conheça os Fundamentos de Secagem de Madeira Natural onde você aprenderá mais sobre o sistema de secagem em questão.

Enfim, recomendamos também o artigo Os 03 Tipos de Àgua na Madeira.

Movimento da água livre na madeira

O movimento da água livre ou capilar é o movimento de umidade acima do ponto de saturação das fibras, baseado na ação de forças capilares. Nesse sentido, a água move-se no estado líquido através das cavidades celulares presentes na madeira do interior para a superfície, por meio de diferenças de tensão de capilaridade.

Fatores que DIFICULTAM o movimento de água livre:

• Membranas das pontuações obstruídas, incrustadas ou aspiradas. É como um cano de água com conexões entupidas;
• Comprimento da peça de madeira. Maior distância e tempo necessário ao escoamento da água na madeira necessitando de mais energia;
• A temperatura baixa da madeira diminui a viscosidade da água e deixa o processo de transporte da água mais lento;
• A existência de bolhas de ar no interior das células atrapalha o fluxo pois cortam a fluidez da água no sistema;
• O tamanho das pontuações reduzido (pequenos diâmetros) dificultam o movimento de água livre.

Movimento da água de adesão na madeira

Primeiramente, o fenômeno da difusão de água na madeira ocorre abaixo do ponto de saturação das fibras (PSF). Assim, difusão consiste na passagem das moléculas do soluto, do local de maior concentração para o local de menor concentração, até estabelecer um equilíbrio. Este é um processo lento, exceto quando o gradiente de concentração for muito elevado ou as distâncias percorridas forem curtas.

A difusão envolve o movimento de vapor d’água nas cavidades celulares, pontuações, placas de perfuração, espaços intercelulares. O fluxo por difusão na madeira é considerado um fluxo variável no espaço e no tempo. Em madeiras pouco permeáveis, nas quais o fluxo capilar é dificultado, a secagem ocorre predominantemente por difusão.

No movimento de vapor d’água, as moléculas movimentam-se de forma desorganizada em todas as direções. Esse gradiente de umidade entre as paredes mais externas e internas das células se desenvolve à medida que a umidade começa a evaporar das paredes das células próximas à superfície da peça, absorvendo estas últimas a umidade das paredes mais úmidas, resultando num fluxo de água das células internas da madeira para as externas.

Em síntese, a água adsorvida evapora devido a um gradiente de umidade, atravessa as cavidades celulares por gradiente de pressão de vapor, condensa-se para atravessar a parede, até o momento em que atinge a superfície da madeira.

Difusão de vapor VS difusão de água na madeira

A difusão da ÁGUA adsorvida é um processo sensivelmente mais lento que o processo de difusão de VAPOR. A difusão de vapor de água é de 10 a 1.000 vezes maior que a difusão da água adsorvida.

Em secagem de madeira natural pode-se desprezar a difusão de vapor, mas deve-se ser considerada em secagem artificial de madeira.

Iremos explicar agora como acontece os processos de difusão na madeira.

Mecanismo combinado difusão de vapor e difusão de água na madeira

Ao ser deslocada desde o centro da madeira até a superfície, grande parte dessa umidade passa através das paredes celulares por difusão, que evapora dentro das cavidades celulares e passa, por sua vez, através do lume, pelo mecanismo de difusão de vapor. Então, na continuidade da sua migração para a sua superfície, a água no estado de vapor nos lumes é adsorvida por outra parede celular, passando através dela por difusão de água adsorvida e assim sucessivamente, até atingir a superfície da peça.

Assimilando…

A difusão transversal aumenta com a umidade da madeira em qualquer temperatura. Um ótimo mecanismo na primeira fase da secagem (árvores recém abatidas), para a produção de carvão vegetal.

A difusão longitudinal diminui com o aumento da umidade em todas as temperaturas. Na prática a difusão longitudinal será importante na fase final da secagem natural.

A difusão na madeira aumenta de forma exponencial em relação à umidade até o ponto de saturação das fibras (28%), sendo, acima deste ponto, praticamente constante. A difusão aumenta também com o acréscimo da temperatura, sendo mais pronunciada entre 5% e 10% de umidade.

A grande influencia das pontuações acontece na água livre (obstrui e desacelera) o processo de transporte.

Enfim, a densidade da madeira elevada em condições de umidades muito baixas, reduz a difusão pois a espessura das paredes da célula tende a ser maior.

Portanto, se você se interessa por este tema, lhe convido a ler outros artigos da série abaixo citados :

• Conheça os Fundamentos de Secagem de Madeira Natural;
• Secagem da Madeira Alguns Conceitos e Problemas a Serem Considerados;
• Os 03 Tipos de Àgua na Madeira.