Relações água-madeira

Por que a água se liga à madeira?

• água polar: A molécula de água (H₂O) possui uma estrutura assimétrica, com o átomo de oxigênio sendo mais eletronegativo que os átomos de hidrogênio. Essa diferença de eletronegatividade cria um dipolo elétrico na molécula, com o oxigênio tendo uma carga parcial negativa (δ-) e os hidrogênios tendo cargas parciais positivas (δ+).
• hemicelulose e celulose grupo OH: A madeira é composta principalmente por celulose, hemicelulose e lignina. Tanto a celulose quanto a hemicelulose são polímeros que contêm uma grande quantidade de grupos hidroxila (-OH) em suas estruturas moleculares.
• a polaridade no grupo dos -OH (hidroxila): Esses grupos hidroxila também são polares, com o oxigênio tendo uma carga parcial negativa e o hidrogênio uma carga parcial positiva. A polaridade no grupo hidroxila (-OH) surge da diferença de eletronegatividade entre o átomo de oxigênio e o átomo de hidrogênio.
• se ligam por ligação de hidrogênio: A polaridade da água permite que a água forme ligações de hidrogênio, que são interações intermoleculares relativamente fortes. A polaridade da água e dos grupos hidroxila na madeira permite a formação de ligações de hidrogênio entre as moléculas de água e as moléculas de celulose e hemicelulose. O oxigênio da água, com carga parcial negativa, atrai o hidrogênio do grupo hidroxila da madeira, com carga parcial positiva, formando uma ligação de hidrogênio. Essas ligações de hidrogênio são responsáveis pela forte atração entre a água e a madeira. O oxigênio é mais eletronegativo, o que significa que ele atrai os elétrons da ligação O-H com mais força. Essa atração desigual dos elétrons cria um dipolo elétrico no grupo hidroxila, com o oxigênio tendo uma carga parcial negativa e o hidrogênio uma carga parcial positiva.
  

Água higroscópica na parede celular:

• Esta é a água que se liga fortemente às paredes celulares da madeira através de ligações de hidrogênio com os grupos hidroxila (-OH) da celulose, hemicelulose e, em menor grau, da lignina.
• É a primeira camada de água a ser adsorvida pela madeira seca, sendo fortemente retida e difícil de remover.
• A água higroscópica influencia diretamente as propriedades físicas e mecânicas da madeira, como dimensões, resistência e elasticidade.Abre em uma nova janelawww.engenhariaflorestal.ufpr.br Água higroscópica na parede celular da madeira

Água livre no lúmen:

• Preenche os espaços vazios (lúmens) das células da madeira, como vasos e traqueídeos.
• É retida por forças capilares e está livre para se movimentar dentro da estrutura da madeira.
• Evapora facilmente durante a secagem da madeira ao ar livre.
• Não influencia significativamente as propriedades da madeira, exceto pelo peso.Abre em uma nova janelasemanaacademica.org.br Água livre no lúmen celular da madeira

Ligação covalente dos meros de glicose:

• Refere-se à ligação entre as unidades de glicose que formam as cadeias de celulose e hemicelulose.
• Essa ligação é chamada de ligação glicosídica, uma ligação covalente forte que define a estrutura e as propriedades desses polímeros.
• Na celulose, a ligação glicosídica é do tipo β-1,4, o que confere à molécula uma estrutura linear e permite a formação de fibras resistentes.
• Na hemicelulose, as ligações glicosídicas são mais variadas, incluindo β-1,4 e β-1,3, resultando em uma estrutura ramificada e amorfa.Abre em uma nova janelawww.passeidireto.com Ligação glicosídica entre meros de glicose na celulose

Relação entre os tipos de água e a ligação glicosídica:

• A água higroscópica interage diretamente com os grupos hidroxila (-OH) dos meros de glicose na celulose e hemicelulose, formando ligações de hidrogênio.
• A ligação glicosídica, por ser covalente, não é afetada pela presença da água. No entanto, a estrutura tridimensional da celulose e hemicelulose, influenciada pelas ligações glicosídicas, determina a acessibilidade dos grupos hidroxila à água, afetando a quantidade de água higroscópica que a madeira pode adsorver.

• água higroscópica na parede celular: principalmente na parede celular, hemicelulose, atraída pelos grupos hidroxilas livres nas regiões amorfas da madeira
  • A água higroscópica se encontra dentro da parede celular, ocupando os espaços interfibrilares e intermicelares da celulose, hemicelulose e lignina.
  • Interfibrilares: Entre as microfibrilas de celulose.
  • Intermicelares: Entre as cadeias moleculares que formam as microfibrilas.
  • A água higroscópica se liga principalmente aos grupos hidroxila (-OH) da celulose e hemicelulose por meio de ligações de hidrogênio. Embora a lignina também possua grupos hidroxila, sua estrutura complexa e amorfa limita a acessibilidade da água, tornando a interação menos intensa que com a celulose e hemicelulose.
  • Hemicelulose e suas moléculas ramificadas (mais amorfas), regiões amorfas da mólecula de celulose e a água higroscópica:
  • A hemicelulose, por ser um polímero amorfo e altamente polar, com muitos grupos hidroxila, possui alta capacidade de adsorção de água.
  • De fato, a hemicelulose é o componente da madeira mais higroscópico, ou seja, que mais absorve água.
  • A degradação da hemicelulose durante a secagem ou outros processos pode reduzir a capacidade da madeira de reter água higroscópica.
  • Importância da água higroscópica:
  • A água higroscópica influencia significativamente as propriedades da madeira, como:
    • Dimensões: A adsorção de água higroscópica causa inchamento da madeira, enquanto a dessorção causa retração. ]
    • Resistência mecânica: A água higroscópica atua como plastificante, reduzindo a resistência e aumentando a flexibilidade da madeira.
    • Condutividade térmica: A presença de água higroscópica aumenta a condutividade térmica da madeira.
    • Durabilidade: A água higroscópica pode facilitar o ataque de fungos e insetos.
• água livre no lúmem:
• ligação covalente?

Celulose:

Regiões Cristalinas e Amorfas:

• Regiões Cristalinas: As cadeias de celulose se organizam em uma estrutura altamente ordenada, formando microfibrilas compactas e resistentes. As ligações de hidrogênio inter e intramoleculares estabilizam essa estrutura, tornando-a menos acessível à água e a outros agentes químicos.
• Regiões Amorfas: As cadeias de celulose apresentam um arranjo mais desordenado e frouxo, com menor número de ligações de hidrogênio. Essa estrutura facilita a penetração de água e outros agentes químicos, tornando a região amorfa mais reativa.

Relação com a Água:

• A água interage com a celulose principalmente através de ligações de hidrogênio com os grupos hidroxila (-OH) presentes nas cadeias de celulose.
• As regiões amorfas, por serem mais acessíveis, adsorvem mais água do que as regiões cristalinas. Essa adsorção de água contribui para o inchamento da madeira e influencia suas propriedades mecânicas.
• A cristalinidade da celulose influencia diretamente na sua capacidade de adsorção de água. Quanto maior a cristalinidade, menor a capacidade de adsorção de água.

Termorretificação e Eliminação das Regiões Amorfas:

• A termorretificação é um tratamento térmico que modifica a estrutura da madeira, aumentando sua resistência à água e a agentes de degradação.
• Durante a termorretificação, as regiões amorfas da celulose são as primeiras a serem degradadas, devido à sua maior instabilidade térmica.
• A degradação das regiões amorfas reduz a capacidade da madeira de adsorver água, tornando-a mais dimensionalmente estável e resistente à deterioração.Abre em uma nova janelawww.scielo.br Madeira termorretificada

Sítios de Sorção:

• Os sítios de sorção são os locais na estrutura da celulose onde a água pode se ligar.
• Os principais sítios de sorção na celulose são os grupos hidroxila (-OH) acessíveis, especialmente nas regiões amorfas.
• A termorretificação reduz o número de sítios de sorção disponíveis, diminuindo a capacidade da madeira de adsorver água.

Comparação com a Hemicelulose:

• A hemicelulose, por ser um polímero amorfo e ramificado, possui uma estrutura mais desordenada que a celulose, com maior quantidade de sítios de sorção.
• A hemicelulose é mais higroscópica que a celulose, ou seja, adsorve mais água.
• A degradação da hemicelulose durante a secagem ou termorretificação contribui para a redução da capacidade da madeira de adsorver água.

Implicações da Ligação entre Água e Madeira:

• A ligação da água com a madeira tem diversas implicações para as propriedades da madeira, como:
  • Absorção de água: A madeira pode absorver água do ambiente, o que pode causar inchamento e alterações dimensionais.
  • Secagem da madeira: A secagem da madeira envolve a remoção da água ligada, o que requer energia para romper as ligações de hidrogênio.
  • Durabilidade da madeira: A presença de água na madeira pode aumentar a suscetibilidade ao ataque de fungos e insetos.
  • Propriedades mecânicas: O teor de umidade da madeira influencia suas propriedades mecânicas, como resistência e rigidez.

Secagem e a degradação da hemicelulose?

A secagem da madeira e a degradação da hemicelulose estão intimamente relacionadas. A hemicelulose é o componente da madeira mais suscetível à degradação térmica durante a secagem, principalmente em temperaturas acima de 100°C. Vamos entender melhor essa relação:

Degradação da Hemicelulose durante a Secagem:

• A hemicelulose é um polímero amorfo com estrutura ramificada e ligações químicas mais fracas que a celulose. Isso a torna mais sensível ao calor e à hidrólise.
• Durante a secagem, a água presente na madeira evapora, aumentando a temperatura da madeira.
• Em temperaturas elevadas, as ligações glicosídicas da hemicelulose começam a se romper, liberando ácido acético e outros compostos voláteis.
• Essa degradação térmica da hemicelulose pode levar à perda de massa da madeira, redução da resistência mecânica e alteração da cor.
• A degradação da hemicelulose também pode afetar a permeabilidade da madeira, dificultando a saída da água e prolongando o processo de secagem.

Fatores que influenciam a degradação da hemicelulose:

• Temperatura: Quanto maior a temperatura de secagem, maior a taxa de degradação da hemicelulose.
• Tempo de exposição: A exposição prolongada a altas temperaturas aumenta a degradação.
• Teor de umidade: A presença de água acelera a degradação da hemicelulose, pois a água atua como catalisador nas reações de hidrólise.
• Espécie de madeira: Diferentes espécies de madeira possuem diferentes composições químicas e, portanto, diferentes sensibilidades à degradação da hemicelulose.

Consequências da degradação da hemicelulose:

• Redução da resistência mecânica: A hemicelulose contribui para a resistência da madeira, e sua degradação pode levar ao enfraquecimento da estrutura da madeira.
• Aumento da fragilidade: A madeira pode se tornar mais frágil e quebradiça.
• Escurecimento da madeira: A degradação da hemicelulose pode levar à formação de compostos que escurecem a madeira.
• Dificuldade na colagem: A degradação da hemicelulose pode afetar a adesão de adesivos na madeira.
• Perda de massa: A liberação de compostos voláteis durante a degradação da hemicelulose resulta em perda de massa da madeira.

Como minimizar a degradação da hemicelulose:

• Controlar a temperatura de secagem: Utilizar temperaturas moderadas e evitar o superaquecimento da madeira.
• Otimizar o tempo de secagem: Secar a madeira o mais rápido possível, sem comprometer a qualidade final.
• Utilizar técnicas de secagem adequadas: Empregar métodos de secagem que minimizem a degradação da madeira, como a secagem a vácuo ou a secagem solar.
• Condicionar a madeira após a secagem: Armazenar a madeira em condições adequadas de temperatura e umidade para evitar a reabsorção de água e a degradação adicional.

Quais as vantagens mecanicas e desvantagem de degradar a hemicelulose?

A degradação da hemicelulose, embora geralmente indesejável, pode apresentar algumas vantagens em situações específicas, além das desvantagens já mencionadas. É importante analisar o contexto para determinar se os benefícios superam os malefícios.

Vantagens Mecânicas:

• Aumento da flexibilidade: A hemicelulose, por ser um polímero amorfo e ramificado, contribui para a rigidez da parede celular. Sua degradação pode aumentar a flexibilidade da madeira, tornando-a mais maleável para moldagem e conformação. Essa característica é desejável em aplicações como a produção de peças curvadas e móveis.
• Facilidade de processamento: A madeira com menor teor de hemicelulose pode ser mais facilmente processada em operações como corte, usinagem e lixamento. Isso ocorre porque a hemicelulose aumenta a resistência da madeira ao corte.
• Melhora na impregnação: A remoção da hemicelulose pode aumentar a permeabilidade da madeira, facilitando a impregnação com produtos químicos como preservativos, retardantes de chama e resinas. Essa impregnação mais eficiente aumenta a durabilidade e a resistência da madeira a diferentes agentes de degradação.

Desvantagens Mecânicas:

• Redução da resistência: A hemicelulose contribui para a resistência à tração, compressão e flexão da madeira. Sua degradação pode enfraquecer a estrutura da madeira, tornando-a menos resistente a esforços mecânicos.
• Aumento da fragilidade: A madeira com hemicelulose degradada pode se tornar mais frágil e quebradiça, aumentando a suscetibilidade a rachaduras e rupturas.
• Diminuição da rigidez: A perda de hemicelulose pode tornar a madeira mais flexível, o que pode ser indesejável em aplicações que exigem alta rigidez, como estruturas de construção civil.
• Deformação: A madeira com hemicelulose degradada pode ser mais suscetível à deformação e ao colapso dimensional, especialmente em condições de alta umidade.

Considerações Adicionais:

• A degradação da hemicelulose pode ser vantajosa em processos biotecnológicos, como a produção de biocombustíveis e biomateriais. A remoção da hemicelulose facilita o acesso à celulose, que pode ser convertida em açúcares fermentáveis ou utilizada na produção de nanocelulose.
• É importante controlar o grau de degradação da hemicelulose para obter os benefícios desejados sem comprometer as propriedades mecânicas essenciais da madeira.
• A escolha do método de degradação da hemicelulose (térmico, químico ou biológico) influencia as propriedades finais da madeira.

Tipo de tratamento/secagem: para madeira de uso estrutural ou para uso de móveis/pisos?

A escolha do tratamento de secagem da madeira depende da aplicação final, sendo crucial para garantir a qualidade e o desempenho do produto. Para uso estrutural, a secagem deve ser mais rigorosa, visando maximizar a resistência e a estabilidade dimensional. Já para móveis, a secagem pode ser menos intensa, priorizando a estética e a facilidade de processamento.

Secagem para Uso Estrutural:

• Objetivo: Obter madeira com alta resistência mecânica, estabilidade dimensional e durabilidade.
• Teor de umidade final: Baixo, geralmente entre 12% e 15%, para evitar deformações e garantir a resistência da estrutura.
• Métodos de secagem:
  • Secagem em estufa: Método controlado que utiliza calor e ventilação para remover a umidade da madeira. Permite atingir baixos teores de umidade de forma uniforme e rápida.
  • Secagem ao ar livre: Método tradicional que utiliza a ventilação natural e o calor do sol para secar a madeira. É mais lento e menos preciso que a secagem em estufa, mas pode ser adequado para algumas aplicações estruturais.
• Considerações:
  • É crucial evitar a secagem rápida em altas temperaturas, pois pode causar defeitos como rachaduras e endurecimento superficial.
  • A madeira para uso estrutural deve ser classificada e selecionada para garantir a qualidade e a resistência do material.

Secagem para Fabricação de Móveis:

• Objetivo: Obter madeira com boa aparência, estabilidade dimensional e facilidade de processamento.
• Teor de umidade final: Depende do tipo de móvel e das condições de uso, geralmente entre 6% e 10%.
• Métodos de secagem:
  • Secagem em estufa: Utilizado para obter madeira com baixo teor de umidade e dimensões precisas, ideal para móveis de alta qualidade.
  • Secagem ao ar livre: Pode ser utilizada para móveis rústicos ou com menor exigência dimensional.
  • Secagem a vácuo: Método que remove a umidade a baixas temperaturas, minimizando a degradação da madeira e preservando sua cor e propriedades. Indicado para madeiras nobres e delicadas.
• Considerações:
  • A secagem deve ser uniforme para evitar deformações e rachaduras que comprometam a estética do móvel.
  • É importante considerar o tipo de acabamento que será aplicado na madeira, pois alguns acabamentos exigem teores de umidade específicos.

Resistência Mecânica e Presença de Água:

• A presença de água na madeira afeta diretamente sua resistência mecânica.
• A água atua como um plastificante, diminuindo a rigidez e a resistência da madeira.
• Quanto maior o teor de umidade, menor a resistência da madeira à tração, compressão, flexão e cisalhamento.
• Acima do ponto de saturação das fibras (PSF), a resistência da madeira se mantém constante, pois a água livre não influencia nas ligações entre as células.
• Abaixo do PSF, a resistência da madeira aumenta exponencialmente com a diminuição do teor de umidade, pois a água higroscópica interfere nas ligações entre as células.Abre em uma nova janelawww.scielo.org.mx Gráfico mostrando a relação entre resistência mecânica da madeira e teor de umidade

É fundamental controlar o teor de umidade da madeira para garantir o desempenho e a durabilidade do produto final, seja em estruturas ou em móveis. A escolha do método de secagem e do teor de umidade final deve ser feita considerando a aplicação específica e as características da madeira utilizada.

Ponto de Saturação das Fibras (PSF), acima e abaixo do PSF:

água dissipada: 4% a 8% retração

O Ponto de Saturação das Fibras (PSF) é um conceito crucial na ciência da madeira, que descreve o teor de umidade no qual as paredes celulares estão completamente saturadas com água, mas não há água livre nos lúmens das células. Geralmente, o PSF varia entre 28% e 30% de umidade, dependendo da espécie de madeira.

água livre: célula saturada com água

água livre dissipada

Acima do PSF:

• Água Livre: A água presente na madeira está principalmente na forma de água livre, ocupando os lúmens das células e os espaços intercelulares.
• Propriedades da Madeira:
  • A madeira apresenta maior peso, devido à água livre presente.
  • As propriedades mecânicas (resistência, rigidez) não são significativamente afetadas pela água livre, permanecendo relativamente constantes.
  • A madeira é mais suscetível ao ataque de fungos e insetos, pois a água livre cria um ambiente favorável ao seu desenvolvimento.
  • Dimensões: A madeira pode apresentar maior volume devido à presença da água livre, mas as dimensões não se alteram significativamente com a variação do teor de umidade acima do PSF.
  • Secagem: A água livre é facilmente removida durante a secagem ao ar livre ou em estufa.

Abaixo do PSF (28-30% de umidade), sem água livre, mas a parede continua saturada.

• Água Higroscópica: A água presente na madeira está principalmente na forma de água higroscópica, ligada às paredes celulares por ligações de hidrogênio.
• Propriedades da Madeira:
  • A resistência mecânica da madeira aumenta significativamente com a diminuição do teor de umidade. A água higroscópica atua como um plastificante, e sua remoção aumenta a rigidez e a resistência da madeira.
  • A madeira se torna mais dimensionalmente estável, com menor variação de volume em resposta a mudanças na umidade do ambiente.
  • Propriedades Físicas: Outras propriedades físicas, como a condutividade térmica e elétrica, também são afetadas pela água higroscópica.
  • Secagem: A remoção da água higroscópica exige mais energia e tempo de secagem, pois as ligações de hidrogênio precisam ser rompidas.

Importância do PSF:

• O PSF é um parâmetro fundamental para entender o comportamento da madeira em diferentes condições de umidade.
• Na secagem da madeira, o PSF indica o ponto em que a madeira começa a sofrer alterações dimensionais e nas suas propriedades mecânicas.
• O conhecimento do PSF é essencial para determinar o teor de umidade ideal para diferentes aplicações da madeira, como em estruturas, móveis e produtos de engenharia.

Em resumo:

O PSF delimita duas zonas distintas no comportamento da madeira em relação à umidade. Acima do PSF, a água livre preenche os espaços vazios, sem afetar significativamente as propriedades da madeira. Abaixo do PSF, a água higroscópica interage com as paredes celulares, influenciando diretamente nas dimensões, resistência mecânica e outras propriedades da madeira.

Quando retiramos água abaixo do PSF, na secagem da madeira, chegamos a 0% de umidade…

CONCEITO INTRODUZIDO POR TIEMANN (1906): Umidade quando os lúmen estão vazios de toda a água líquida, as paredes das células começam a secar e a resistência começa a aumentar. Em torno de 30%. [PROBLEMAS DESTA DEFINIÇÃO: estes três fenômenos não ocorrem na mesma umidade; b) durante a secagem, os lúmens podem ter água líquida, à medida que a água é dessorvida das paredes celulares de outras partes da mesma amostra.]

CONCEITO POR STONE E SCALLAN (1967): Umidade corresponde à “quantidade de água contida na parede celular saturada”. [PROBLEMAS DESTA DEFINIÇÃO: a umidade não se distribui uniformemente numa amostra; só pode ser aplicada a uma célula.

CONCEITO DE HOFFMEYER et al. (2011) DEFINIU UM CONCEITO OPERACIONAL PARA AMOSTRAS: umidade de equilíbrio da madeira na umidade relativa de 99,93% (~100%)

PONTO DE SATURAÇÃO DAS FIBRAS – O PSF NÃO É UM PONTO, É UMA FAIXA DE TRANSIÇÃO GRADUAL
1. Se usarmos as mudanças significativas das propriedades físicas como base, PSF é ^30%
2. Quantidade de água presente na parede celular em condições de equilíbrio ~100% de URA, PSF é ~40%
Por que estes 10% de diferença não afetam as propriedades físicas da madeira?

COX et al (2010) foram capazes de identificar dois diferentes estados de água dentro da parede celular da madeira. Os dois componentes foram provisioramente atribuídos a “água movel e psosivelmente água em pequenos vaizios” e “água menos móvel que incha os polímeros de madeira”.

É verdade que durante a secagem da madeira, a remoção da água abaixo do Ponto de Saturação das Fibras (PSF) leva a uma diminuição do teor de umidade. No entanto, atingir 0% de umidade na madeira é praticamente impossível em condições normais.

Vamos entender o porquê:

• Água Higroscópica: Abaixo do PSF, a água presente na madeira está fortemente ligada às paredes celulares na forma de água higroscópica. Essa água está ligada por fortes ligações de hidrogênio com os grupos hidroxila da celulose, hemicelulose e lignina.
• Energia para Remover a Água: A remoção da água higroscópica exige grande quantidade de energia para romper as ligações de hidrogênio. Mesmo em condições de secagem intensa, como em estufas a altas temperaturas, é difícil remover toda a água higroscópica.
• Umidade de Equilíbrio: A madeira, em contato com o ar ambiente, tende a atingir um estado de equilíbrio com a umidade relativa do ar. Essa umidade de equilíbrio, mesmo em ambientes secos, raramente é 0%. A madeira sempre retém uma pequena quantidade de água higroscópica em equilíbrio com o ambiente.

Madeira Seca em Estufa:

• A madeira seca em estufa, considerada como referência para madeira seca, possui um teor de umidade entre 6% e 12%, dependendo da espécie e das condições de secagem.
• Mesmo nesse estado, a madeira ainda contém água higroscópica, embora em menor quantidade.

0% de Umidade:

• Atingir 0% de umidade na madeira só é possível em condições extremas de laboratório, utilizando técnicas como a liofilização ou a secagem em estufa a vácuo com temperaturas elevadas e longos períodos de tempo.
• Essa condição de 0% de umidade é chamada de “madeira absolutamente seca” e é utilizada principalmente para fins de pesquisa e análise.

Consequências da Busca por 0% de Umidade:

• A secagem excessiva da madeira, buscando atingir 0% de umidade, pode causar danos à sua estrutura, como rachaduras, endurecimento superficial e perda de resistência.
• Além disso, a madeira seca em excesso pode se tornar muito higroscópica, absorvendo rapidamente a umidade do ambiente e causando problemas dimensionais.

Em Resumo:

Na prática, a madeira nunca atinge 0% de umidade, mesmo após a secagem. A água higroscópica está fortemente ligada à estrutura da madeira, e sua remoção completa exige condições extremas. É importante controlar o teor de umidade da madeira de acordo com a aplicação final, evitando a secagem excessiva que pode comprometer suas propriedades.

PARA RETIRAR A ÁGUA QUÍMICA, a gente degrada da madeira, vira carvao, biochar….

A água química, como você mencionou, é aquela que está fortemente ligada à estrutura da madeira, principalmente através de ligações químicas com os componentes da parede celular (celulose, hemicelulose e lignina). Para remover essa água, processos mais drásticos que a secagem convencional são necessários, e a produção de carvão vegetal (biochar) é um exemplo disso.

Processos para Remover Água Química:

• Carbonização/Pirólise: A queima da madeira em altas temperaturas, na ausência de oxigênio (pirólise), remove a água química e outros componentes voláteis, resultando na formação de carvão vegetal (biochar). O biochar é um material rico em carbono, com alta estabilidade e diversas aplicações.
• Torrificação: Similar à pirólise, mas a madeira é aquecida a temperaturas mais baixas (200-300°C). A torrificação remove parte da água química e voláteis, tornando a madeira mais leve, hidrofóbica e resistente à degradação. É utilizada para melhorar a qualidade da madeira como combustível e em outras aplicações.
• Tratamentos Químicos: Alguns tratamentos químicos, como a acetilação e a furfurilação, podem modificar quimicamente a madeira, reduzindo a quantidade de sítios de ligação para a água e diminuindo sua higroscopicidade. Esses tratamentos são utilizados para aumentar a durabilidade e a estabilidade dimensional da madeira.

Degradação da Madeira:

• É importante ressaltar que a remoção da água química geralmente envolve a degradação da madeira, com a perda de massa, alteração da estrutura e das propriedades.
• No caso da carbonização, a madeira é transformada em carvão vegetal, um material com características e aplicações diferentes da madeira original.
• Na torrificação, a madeira perde parte de sua massa e resistência mecânica, mas ganha em estabilidade dimensional e resistência à degradação.
• Os tratamentos químicos também podem alterar as propriedades da madeira, como cor, textura e resistência.

Aplicações do Biochar:

• O biochar, produto da carbonização da madeira, tem diversas aplicações, como:
  • Condicionador de solos: Melhora a estrutura do solo, a retenção de água e nutrientes, e estimula o crescimento das plantas.
  • Produção de energia: Pode ser utilizado como combustível para geração de energia.
  • Filtração de água: Remove contaminantes da água, como metais pesados e pesticidas.
  • Sequestro de carbono: Armazena carbono no solo, contribuindo para mitigar as mudanças climáticas.

Considerações Finais:

A remoção da água química da madeira é um processo que envolve a degradação do material e a alteração de suas propriedades. A escolha do método de remoção depende da aplicação final e das características desejadas para o produto. O biochar, um dos produtos da remoção da água química, tem ganhado destaque por suas diversas aplicações e benefícios ambientais.

A MADEIRA É HIGROSCÓPICA – UMIDADE DE EQUILÍBRIO (UEM)

• troca umidade com o ambiente
  • quando a madeira seca fica molhada, ela incha, levando a “emperrar” portas, gavetas e descascar pintura etc. Inversamente, quando a madeira seca, encolhe, distorce e racha.
  • não há troca mensurável de umidade entre um volume de madeira e seu entorno em determinadas condições de temperatura e umidade relativa.
  • A MADEIRA ALCANÇA O EQUILÍBRIO COM O AMBIENTE
    • muito difícil em condições em reais de uso, porque o ambiente muda o tempo todo.
    • a trabalhabilidade da madeira tem a ver com essa faixa de equilíbrio com o ambiente, por isso, a gente utiliza a média…

• A UEM não depende somente da URA (razão entre a pressão parcial do vapor de água na mistura e a pressão de vapor saturado da água a uma determinada temperatura), mas também do histório de sorção e da temperatura
  • a maioria das propriedades da madeira dependa da umidade. Portanto, é muito importante medir as propriedades sob “condições padrão” de umidade relativa e temperatura (geralmente 65% de umidade relativa e 21o.C de temperatura). Isso é definido em várias normas.
• É apenas a PERDA/GANHO de água na parede que afeta as dimensões da madeira
  • os produtos à base de madeira tais como o aglomerado, o MDF e a madeira compensada igualmente respondem à umidade, mas o efeito é igualmente complicado devido à própria estrutura.
• A secagem é feita para trazer a U% até a U% final de uso. UEM com menores movimentações dimensionais.
  • 65%UR e 20oC = 12% UEM
  • reduzir susceptibilidade biológica (<20%)