Lessons Learned

EUROPEUS

Valendo-se da revisão bibliográfica dos processos industriais europeus de modificação térmica, notou-se a dificuldade de se obter informações detalhadas dos equipamentos e programas de processamento utilizados. Contudo, buscou-se fazer

uma comparação entre o processo VAP HolzSysteme® com aqueles.

O equipamento utilizado é semelhante ao do processo Menz OHT®, que

consiste em um vaso de pressão cilíndrico, como os utilizados em unidades de preservação de madeira. No entanto, esta é a única semelhança, porque os demais sistemas são totalmente diferentes, com destaque ao fluido de aquecimento, em que

o processo brasileiroutiliza vapor saturado, enquanto o alemão utiliza óleo vegetal.

Dentre os processos industriais europeus, o VAP HolzSysteme® se

assemelha mais ao Plato®. O equipamento e as temperaturas utilizadas são

parecidos, de 140 a 180°C naquele e 150 a 190°C neste. Ambos os processos são higrotérmicos, ou seja, utilizam atmosfera aquecida com vapor saturado, com baixa concentração de oxigênio, e também atingem pressões superatmosféricas, o que não ocorre em nenhum outro processo industrial (6 a 8 bar no holandês, e 3 a 10 bar no brasileiro).

Como se trata de um processo em franca produção, a madeira antes de ser

processada no Plato® é seca artificialmente em câmara, atingindo-se umidade entre

14 e 18%. Nesta pesquisa a madeira foi seca naturalmente, obtendo-se média de 18,3%, semelhante ao processo holandês, mas nada impede que madeira seca artificialmente seja utilizada. Apesar das semelhanças entre os processos, as três

etapas finais do Plato® o diferencia do VAP HolzSysteme®.

De um modo geral, a temperatura final utilizada no VAP HolzSysteme® é

inferior à dos demais processos, trabalhando-se com no máximo 180°C, que foi a maior temperatura utilizada na pesquisa. Ressalta-se, porém, que a utilização de temperaturas inferiores (140-160°C) é o mais comum nas operações da empresa

TWBrazil. As temperaturas dos processos europeus frequentemente são superiores

ou próximas a 200°C e isto se deve a alguns fatores: desenvolvimento tecnológico de sistemas de segurança que impedem a carbonização da madeira; avançado controle das variáveis do processamento já adquiridos pelas empresas e; realização de etapas anteriores em que a madeira é seca até aproximadamente 0% de umidade, tornando-se um material mais resistente mecanicamente e menos propenso a defeitos decorrentes da movimentação de água em seu interior.

O fluido de aquecimento utilizado no processo VAP HolzSysteme® é o vapor

de água saturado, que é injetado diretamente na madeira dentro do equipamento,

semelhante ao Plato®, conforme anteriormente discutido. Outros processos

europeus também utilizam vapor de água, porém não no aquecimento direto, mas como fonte de energia para a etapa de secagem da madeira. Para a geração de energia da modificação térmica esses processos utilizam combustão de biomassa, gás natural, eletricidade, óleos térmicos ou uma combinação de mais de um meio de aquecimento.

O processo Menz OHT® é o mais diferente de todos, em que se utiliza óleo

vegetal como fluido de aquecimento, no qual a madeira fica completamente imersa. Por causa da impregnação do óleo, a madeira ao fim do processo torna-se de 50 a 70% mais pesada, o que é indesejável para posterior processamento.

A atmosfera circundante à madeira é um dos fatores a serem considerados

no processo de modificação térmica. No processo VAP HolzSysteme® a atmosfera

possui baixa concentração de oxigênio, por causa da injeção constante de vapor de água saturado. De acordo com Finnish ThermoWood Association (2003) o vapor de água é utilizado como fluido protetor durante a modificação térmica, minimizando-se os riscos de combustão da madeira. Xie et al. (2002) afirmam que a concentração de oxigênio da atmosfera de modificação térmica não pode ser superior a 3,5%.

Apenas o Retification® possui controle da atmosfera circundante com a

utilização de nitrogênio gasoso (N2), proporcionando um ambiente redutor com

menos de 2% de oxigênio, o que torna o processo ímpar. Os demais processos

utilizam vapor saturado como fluido protetor, semelhante ao VAP HolzSysteme® e,

ao que se pode depreender da literatura, o processo Perdure® é o único que não

Stamm et al. (1946) relataram, no entanto, que trabalhos de modificação térmica realizados com diferentes gases indicaram que a natureza do gás possui pequeno efeito na higroscopicidade da madeira. A atmosfera oxidante, como no

processo Perdure®, é um pouco mais eficiente na diminuição da higroscopicidade do

que a atmosfera redutora.

Ressalta-se que a utilização de calor úmido provoca maior degradação da madeira do que o calor seco. A energia de ativação necessária para degradação térmica da madeira é cerca de 50% menor quando se utiliza calor úmido, resultando em maior perda de massa do que nos processos que utilizam calor seco (STAMM, 1956).

A duração do processo VAP HolzSysteme® com a utilização de madeira

oriunda de pré-secagem é de cerca de oito horas (exclusive o tempo de resfriamento). A temperatura final a ser atingida e a taxa de aquecimento utilizada são as principais variáveis relacionadas com a duração do ciclo. De acordo com a

literatura deduz-se que a duração do Plato® seja de seis a nove dias, excetuando-se

a secagem inicial da madeira (MILITZ; TJEERDSMA, 2001), a duração total do

processo Menz OHT® é de 20 a 40 horas (MENZ HOLZ, 2012), enquanto a do

ThermoWood® é de 72 horas (FINNISH THERMOWOOD ASSOCIATION, 2003).

Não foi obtido na literatura o tempo de ciclo dos processos Retification® e Perdure®.

No VAP HolzSysteme® não há nenhuma etapa especial de resfriamento, e o

mesmo ocorre de forma natural. Considerando-se um período de resfriamento igual

ao ciclo de processamento (cerca de oito horas11) obtém-se um ciclo total de

aproximadamente 16 horas, menor do que os anteriormente apresentados. Em

suma, ao comparar-se o VAP HolzSysteme® com os europeus, conclui-se que trata-

se de um processo único.

Um item importante ao se compararem os processos, ressaltado na literatura (HOMAN et al., 2000; HILL, 2006) é que, embora os processos de modificação térmica produzam os mesmos efeitos na madeira (redução na higroscopicidade, aumento da estabilidade dimensional e da resistência à biodeterioração), a natureza das modificações químicas ocorridas são diferentes.

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Esse valor não foi observado no trabalho, mas sim, é uma média da empresa. O ciclo mais longo do trabalho (tratamento 160°C) foi de 7,5 horas.

Por isso, as propriedades da madeira estudadas possuem forte dependência com o processo utilizado, significando que, por exemplo, ainda que seja utilizada uma mesma temperatura (uma das variáveis mais importantes) em diferentes processos, as propriedades da madeira modificada termicamente provavelmente serão diferentes.