Por el Dr. Fred M. Lamb
Uno de esos principios fundamentales es que para secar madera de manera eficiente y efectiva, se debe mover aire con una temperatura y humedad uniformes y controladas y que el aire debe pasar uniformemente sobre la superficie de la madera. En esta capacidad, el flujo de aire realiza dos funciones principales. Primero, transfiere la energÃa térmica a la madera para evaporar el agua. En segundo lugar, el aire arrastra el vapor de agua evaporado de la superficie de la madera.
Air velocity and drying rate
Cuando comienza el secado de madera verde o con alto contenido de humedad, hay una cantidad considerable de agua en la superficie de la madera y cerca de ella. AsÃ, una cantidad considerable de moléculas de agua tienen que recorrer sólo una corta distancia (difundirse) para llegar a la superficie. Básicamente, el agua está esperando que el aire transfiera energÃa a la madera (para evaporar el agua) y luego se lleve el vapor de agua. Cuando la madera tiene un bajo contenido de humedad, la cantidad de agua en la superficie es mucho menor y las moléculas de agua en el núcleo tienen que viajar más para llegar a la superficie. Esta difusión de agua hacia la superficie es lenta. Por lo tanto, a modo de analogÃa, en lugar de que el agua espere al aire, como es el caso de la madera verde, el aire espera al agua en la madera seca.
Figura 1. El efecto de la velocidad del aire y el contenido de humedad sobre la velocidad de secado.
La Figura 1 muestra la relación entre la velocidad de secado y la velocidad del aire para diferentes niveles de contenido de humedad de la madera. Como muestra el gráfico, con un contenido de humedad del 60 por ciento, la velocidad de secado aumenta al aumentar la velocidad del aire. Con un contenido de humedad del 20 por ciento, la velocidad de secado generalmente no se ve afectada por los aumentos de la velocidad del aire.
The practical use of air velocity
En general, para madera con alto contenido de humedad, a medida que aumenta la velocidad del aire, aumenta la velocidad de secado, el secado es más uniforme y hay menos deformaciones y manchas. Sin embargo, una mayor velocidad del aire conlleva un mayor riesgo de que se produzcan grietas, grietas y formación de panales. Por el contrario, una baja velocidad del aire con mayores contenidos de humedad conlleva un mayor riesgo de deformación (especialmente en forma de copa), manchas y secado no uniforme. Por lo tanto, la velocidad del aire es una herramienta (al igual que la temperatura y la humedad) para controlar la velocidad de secado. Sin embargo, es una herramienta útil por encima del 40 por ciento de contenido de humedad. A 20 por ciento o menos, la velocidad del aire más allá del mÃnimo tiene poco efecto sobre las velocidades de secado. Entre un 40 y un 20 por ciento de humedad, la velocidad del aire juega un papel proporcionalmente decreciente.
A medida que el aire se mueve a través de una pila de madera, su temperatura disminuye y su humedad relativa aumenta. Esta caÃda de temperatura y aumento de la humedad relativa depende del volumen del flujo de aire. A medida que aumenta la velocidad, hay un aumento en el volumen del flujo de aire a través de los espacios de las pegatinas. Si hay más volumen de aire moviéndose a través de la superficie de la madera, habrá una menor caÃda de temperatura y un menor aumento de la humedad relativa. Con un volumen de aire menor ocurre lo contrario.
El volumen de aire está relacionado tanto con la velocidad como con el grosor de la pegatina:
cuanto mayor es la velocidad del aire, más volumen de aire atraviesa la madera y cuanto más gruesas son las pegatinas, más volumen de aire. Sin embargo, debe recordarse que, para un volumen constante de aire suministrado por los ventiladores, un aumento en el espesor de la etiqueta provocará una reducción en la velocidad del aire a través de la madera. Esto reducirá la velocidad de secado, pero logrará un secado más uniforme en toda la carga. Es posible que se necesite una humedad relativa más baja para compensar la menor velocidad del aire y mantener una velocidad de secado adecuada.
Es esta relación entre la humedad relativa y la velocidad del aire la que es extremadamente importante y a menudo se pasa por alto. A una temperatura del aire determinada, una velocidad del aire baja puede requerir una humedad relativa más baja (mayor depresión del bulbo húmedo) para aumentar la velocidad de secado al nivel requerido. Por el contrario, una alta velocidad del aire puede requerir una mayor humedad relativa (menor depresión del bulbo húmedo) para reducir la velocidad de secado al nivel apropiado.
Si el volumen de aire a través de la carga es demasiado bajo, la humedad relativa del aire aumenta rápidamente. Esto crea un gradiente de secado en toda la carga. Los tiempos prolongados de inversión del ventilador agravan este problema y pueden provocar un aumento de la comprobación. La solución es utilizar tiempos de inversión del ventilador más cortos:
una inversión de dos horas es lo mejor, tres horas es satisfactoria y una inversión de cuatro horas es el máximo que se debe utilizar.
Loading and baffling
A menudo, en un horno seco, los problemas asociados con el flujo de aire no son el resultado del equipo o hardware, sino el resultado de una carga inadecuada y desconcertantes. Al secar madera con alto contenido de humedad, los problemas del flujo de aire no son solo demasiado o muy poco, a menudo también son la uniformidad de ese flujo de aire.
What is the “best” air velocity?
Los horarios estándar del horno seco de madera dura se basan en una velocidad del aire de aproximadamente 350 pies por minuto. Si la velocidad del aire difiere significativamente de esta, es posible que deba ajustar la humedad relativa (o la depresión del bulbo húmedo) para compensar la diferencia. Es mejor mantener la velocidad del aire en el roble verde a un máximo de aproximadamente 300 a 350 pies por minuto (y tal vez incluso menos para las tierras bajas o las cepas más espesas). Sin embargo, para maderas fáciles de secar, como el álamo amarillo, se pueden utilizar velocidades de aire de 600 pies por minuto y mayores. Yo sugerirÃa que para los hornos convencionales, la velocidad mÃnima del aire serÃa de unos 200 pies por minuto. Una velocidad del aire demasiado baja aumenta el riesgo de un secado no uniforme.
Fred M. Lamb es profesor y especialista en extensión, Departamento de Ciencias de la Madera y Productos Forestales, Brooks Forest Products Center, Virginia Tech, Blacksburg, Virginia. Puede comunicarse con el Dr. Lamb al 540-231-7256; Fax:
540-231-8868
Reimpreso con autorización de Modern Woodworking.
