Estufa solar para secagem de madeira serrada : uso de placas planas fotovoltaicas

Abstract

Resumo: A secagem da madeira é um processo essencial para se agregar valor a esse produto e o método mais utilizado para esse fim é a secagem em câmara convencional. Entretanto, essa tecnologia possui um alto custo de implementação e em energia. O emprego de técnicas que diminuam esses valores são de grande importância tanto para a indústria, quanto para pequenos produtores. Considerando o exposto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência de uma estufa solar para secagem de madeira serrada, aferindo o uso de placas fotovoltaicas planas, visando máximo rendimento da radiação solar e do equipamento. Para isso, foi construída uma estufa solar do tipo greenhouse com capacidade aproximada de 1m³ de madeira serrada e com ventilação forçada. Com esse equipamento foram secas tábuas de Eucalyptus spp de 2,5 cm de espessura e comparadas com a secagem de tábuas em câmara convencional. Como análise preliminar da madeira foi avaliada a massa específica e o teor de umidade inicial, sendo antes e após o processo de secagem avaliados os parâmetros de qualidade e de secagem da madeira. Para a análise das variáveis ambientais envolvidas na estufa solar, foram utilizados dados de temperatura e umidade relativa do ar dentro e fora dela, e dados de radiação solar, calculando-se a eficiência térmica dos coletores. Paralelamente, foi realizado um estudo da eficiência de placas fotovoltaicas planas de silício policristalino e foi avaliada a viabilidade técnica desse elemento para gerar energia ao ventilador da estufa solar. O tempo de secagem solar foi quatro vezes menor que a secagem convencional. A Estufa solar mostrou-se eficiente termicamente, obtendo temperaturas próximas as ideais para secagem de eucaliptos nesse método. As variáveis ambientais demonstraram que o ponto crítico na secagem solar no dia é durante as 15 horas. As placas fotovoltaicas apresentaram viabilidade técnica para aplicação no protótipo. A secagem solar apresentou uma qualidade final melhor que a secagem convencional e um teor de umidade final similar, mostrando-se competitiva no mercado. Palavras-chave: Estufa solar. Secagem solar. Eficiência térmica. Eucalyptus spp.

Abstract: The wood drying is an essential process to add value to this product and the most widespread method used for this purpose is a kiln dryer, however, there is a high cost of energy for this technology and techniques that reduce these values are of great importance for the industry and for smaller producers as well. Considering these facts, this present study aimed to evaluate the efficiency of a greenhouse for lumber drying, checking the use of flat photovoltaic panels, seeking maximum efficiency of solar radiation and of the equipment. In order to do so, a solar kiln was built with approximate capacity of 1m³ and with forced ventilation. With this equipment Eucalyptus spp. boards with 2.5 cm thickness were dried and compared with boards dried with a standard kiln dryer. As a preliminary analysis of the wood, it was measured the specific gravity and the initial moisture content, with quality parameters of the wood drying being evaluated after and before the process. For the analysis of the environmental variables involved in solar drying it was used temperature and relative humidity inside and outside, and data of solar radiation, calculating the thermal efficiency of the collectors. In parallel, it was conducted a study of the efficiency of flat photovoltaic panels of polycrystalline silicon and it was verified the technical viability of this element to generate power to the fan of the solar drying. The solar drying time was four times less than conventional drying. The solar kiln was efficient thermally, obtaining temperatures near ideal for drying eucalyptus in this method. The environmental variables showed that the critical point in the solar drying is around 3 PM. The photovoltaics panels presented technical viability for use in the prototype. Solar drying presented a better final quality than conventional drying and a similar final moisture content, being competitive in the market. Key-words: Solar kiln. Solar drying. Thermal efficiency. Eucalyptus spp.