Baixe SERRARIA e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Florestal, somente na Docsity!

SERRARIA

Prof. Victor Casimiro Piscoya

CAPITULO

GENERALIDADES E

HISTÓRICO

1.1. SERRARIA

¾ A madeira tem um papel importantíssimo no avanço da civilização humana. ¾ Inicialmente utilizada: abrigo, armas, combustível, transporte etc. ¾ Foi estudada até chegar a usos mais compatíveis com seu valor. ¾ A madeira em razão do avanço da técnica é matéria prima para produtos tais como: compensados, chapas de madeira aglomerada, chapas de fibras, resinas, açucares, taninos, papel e celulose, rayon (fibra celulósica manufaturada e regenerada, produzida a partir de um polímero que se encontra na natureza), etc. ¾ Sob a forma de tábuas e pranhões data de épocas remotas, pelos egípcios na confecção de sarcófagos no ano 2000 A.C., na navegação pelos fenícios, normandos, romanos, portugueses etc. ¾ Em 1555 aparece o primeiro engenho de desdobro, movido por um dente ou braço adaptado ao eixo de uma roda d'agua. ¾ Em 1600 aparece uma serra movimentada por bielas e manivelas. ¾ Em 1777 Samuel Miller patenteia a serra circular. ¾ Em 1808 William Newberry fabrica as primeiras serras de fita. ¾ A partir de 1778 a Serraria tomou grande impulso a partir desta data com a invenção das máquinas a vapor por James Watt. ¾ A partir daí as Serrarias foram aperfeiçoadas e melhoradas.

1.2. LOCALIZAÇÃO DAS SERRARIAS

¾ Exige um planejamento para que não se torne anti-econômica. ¾ Em se tratando de serraria: a) determinar o melhor local, b) empregar o mínimo de pessoal possível , c) diminuir o custo de produção, d) utilizar a madeira com o máximo de rendimento, e) obter produtos da melhor qualidade possível.

¾ Não deve-se negligenciar o transporte quando a serraria é permanente verificar se existe e se não existe estudar a viabilidade econômica na construção de uma rodovia. ¾ Quando as condições o permitirem as serrarias deverão ser instaladas em locais onde o transporte de toras possa ser realizado por água.

1.2.1.4. TAXAS E IMPOSTOS:

¾ Normalmente serrarias instaladas em zonas urbanas têm que pagar impostos bem mais elevados que as instaladas em zonas rurais. ¾ O terreno onde será instalada a serraria deve apresentar uma série de condições básicas: a. Fácil ligação com rodovias e se possível com ferrovias. b. O terreno deve ser seco e sempre que possível plano. c. Ter a maior dimensão na direção do vento. d. A extensão depende do volume de toras, necessidade de armazenamento dos produtos. e. A relação comprimento e largura deve ser cerca de 3:1 ou 4:1. ¾ O terreno deverá apresentar uma extensão de 20 – 25 % maior que a calculada para eventualidades futuras.

1.3. ESTUDOS PARA INSTALAÇÃO DE UMA SERRARIA

¾ Capital disponível. ¾ Matéria prima (quantidade, espécie, dimensões das toras) e dimensões dos produtos (função do mercado). ¾ Operários: disponibilidade, conhecimentos técnicos, nível de vida, condições salariais. ¾ Escolha do maquinário: preferência a indústria nacional em razão da maior facilidade de obtenção de peças. ¾ Escolha da força motriz: eletricidade, diesel, vapor. ¾ Levantamento topográfico do terreno. ¾ Nivelamento do terreno, procurando aproveitar as inclinações naturais para facilitar algumas fases das operações. ¾ Localização e construção do edifício da serraria em função dos seguintes elementos: clima, insolação, ventos dominantes.

a. Clima: irá determinar a forma, tipo de construção e materiais a serem

usados.

b. Insolação: Em áreas tropicais o eixo longitudinal da serraria deve estar na

direção norte-sul.

c. Ventos dominantes: O maior eixo da serraria deverá ser na direção dos

ventos dominantes, principalmente quando a força motriz provém de caldeiras (prevenir incêndios).

d. Chuvas dominantes.

1.4. DIVISÃO (CONSTITUIÇÃO) DE UMA SERRARIA

1. Depósito de madeira roliça.
2. Local para maquinário.
3. Local para classificar a madeira serrada.
4. Depósito de madeira serrada.

DEPÓSITO DE MADEIRA ROLIÇA a. Ligação com as vias de comunicação. b. Local para descarregamento. c. Local para seleção das toras. d. Depósito das toras já classificadas. Sempre que possível é aconselhável construir esse depósito em água, pois o trabalho torna-se mais fácil e econômico e a seleção das toras é fácil. Quando o depósito é em terra firme, deve apresentar certas características, tais como: Ser seco, não apresentar declives, ou quando os apresentar não devem exceder a 5%, possibilitar, se possível, ter- se o depósito de toras em nível um pouco superior ao da serraria propriamente dita, ter boa comunicação com rodovias. As toras ao serem descarregadas não devem ser armazenadas em contato direto com o solo, porém em “pisos” construídos sobre suportes de concreto, é interessante que tenha um declive de 5% para facilitar a retirada das toras a serem desdobradas, as quais deverão ser agrupadas em classes de diâmetro de por exemplo: 10 em 10 cm. ou 20 em 20 cm. Para prevenção de incêndios a serraria deve apresentar uma faixa de segurança de mais ou menos 10 m. entre o depósito de madeira roliça e a serraria propriamente dita.

LOCAL PARA MAQUINÁRIO ¾ O prédio onde serão instaladas as máquinas não devem apresentar colunas interiores.

Neste depósito as madeiras devem ser classificadas e empilhadas segundo a espécie, dimensões e qualidade. O depósito de madeira serrada deverá apresentar uma série de características, tais como: a. Estar livre de árvores e construções em volta, para maior circulação de ar. b. Se possível, deve estar num plano um pouco mais elevado que o da indústria. c. O eixo maior do depósito deve estar na mesma direção do vento. d. Deve apresentar boa comunicação com rodovias ou ferrovias. e. Deve ser plano e seco. f. O solo não deve apresentar gramíneas, para maior circulação do ar sobre o solo. No depósito deixa-se 40 – 50 % da área para servir de caminhos. Em cada início de ano deve-se fazer uma limpeza com Carbolino (óleo de antraceno tratado com cloreto de Zn).

1.5. CONSIDERAÇÕES SÔBRE MATÉRIA – PRIMA PARA SERRARIAS

A matéria prima utilizada numa serraria influencia grandemente no seu planejamento, eficiência e rendimento.

1. ESPÉCIE: É vantajoso utilizar uma única espécie ou espécies semelhantes. A padronização das espécies irá resultar em maiores rendimentos e eficiências da serraria. O uso de coníferas nas serrarias apresenta algumas vantagens, tais como: flutuam, apresentam maior facilidade de corte, possuem toras mais retas e uniformes. As folhosas, possuem o inverso destas características.
2. DIMENSÕES E FORMA: É vantajoso se ter: uniformidade no diâmetro das toras, o que resulta em maiores facilidades de manejo, depósito e remoções. Por outro lado, toras com grandes comprimentos são facilmente vendidas no mercado com preços bem mais elevados. Quando as toras a serem utilizadas pela serraria são armazenadas por longo tempo, é necessário tomar certas precauções, a fim de impedir que elas se deteriorem. Entre os diversos prejuízos, podemos destacar: a. Rachaduras nas extremidades da tora. b. Manchas e decomposição. c. Ataque de insetos.

Rachadura nas Extremidades da tora: As toras secam muito mais rápidamente nas extremidades do que no centro. Quando as extremidades das toras secam e tendem a se contrair, são impedidas de fazê-lo, pois o centro da tora ainda está úmido, o que resulta no aparecimento de forças que causam o rachamento das extremidades. Deve-se portanto, tomar algumas precauções, visando

eliminar ou pelo menos diminuir ao mínimo o secamento das extremidades das toras, procurando retardar a evaporação da umidade. Dentre os materiais usados eficazmente para evitar rachaduras das extremidades das toras destacam-se os seguintes:

1. Pastas de pigmento oleoso: são preparadas misturando-se um pigmento como chumbo branco (óxido de chumbo) no óleo de linhaça, que funciona apenas como veículo.
2. Óleo pastoso: pode ser preparado misturando-se 25 partes de baritina (baritita

BaSO 4 ) com 25 partes (em peso) de silicato de magnésio e 100 partes de um

óleo endurecido.

3. Tintas higroscópicas: tem a finalidade de reter a umidade da superfície das extremidades das toras, evitando a contração e conseqüentes rachaduras. Se consegue misturando-se 12 partes (em peso) de amido por cada 100 partes de água e 100 partes de uréia.

Manchas e Decomposição: Os tóxicos químicos usados no combate a prevenção das manchas tem normalmente como base: ¾ Penta – cloro – fenol de sódio. ¾ Fosfato de etil mercúrio. ¾ Materiais alcalinos ¾ Materiais boratos

Insetos:

1.6. TERMOS BASICOS DE CARACTERISITICAS DE SERRARIAS

1.6.1. Rendimento

R = MT x 100 Onde : R: rendimento em percentagem M: volume de madeira serrada em m³. T: volume de toras, em m³ para obter M. Exemplo: Qual será o rendimento de uma serraria que consome 60 m³ de toras para produzir 30 m³ de madeira? Em coníferas considera-se normal rendimentos de 55 – 65 %. Em folhosas considera-se normal rendimentos de 45 – 55 %.

a. Uma para desdobro. b. Uma para corte longitudinal – canteadeira. c. Uma para corte transversal – destopadeira ou despontadeira. As pequenas serrarias podem ser classificadas em : Serrarias móveis, Serrarias portáteis, Serrarias permanentes.

1.7.2. Serrarias médias:

A produção diária vai de 50 – 100 m³ de toras, normalmente possuindo uma só máquina para desdobro e mais máquinas auxiliares para: ¾ Cortes longitudinais profundos – serradeiras. ¾ Cortes longitudinais rasos – canteadeiras. ¾ Cortes transversais – destopadeiras.

1.7.3. Serrarias grandes:

A produção das serrarias grandes vai acima de 100m³ dia de toras, são permanentes, normalmente com mais de uma máquina de desdobro e várias máquinas auxiliares. São mecanizadas e geralmente com instalação de secagem artificial.

1.8. CLASSIFICAÇÃO DAS SERRAS MECÂNICAS

1.8.1. SERRAS PRINCIPAIS: Usadas para desdobro de toras.

1.8.1.1. Alternativas ou de Quadro

a. Tipo colonial. b. Tipo francesa ou de “Quadro cheio”. b.1. alimentada por baixo. b.2. alimentada por cima. c. Alternativa horizontal. d. Alternativa tissot.

1.8.1.2. Serra Circular

a. americana. b. americana com “top rig”. c. múltipla.

1.8.1.3. Serra de fita

a. serra de fita vertical. b. serra de fita horizontal.

1.8.2. SERRAS SECUNDÁRIAS OU AUXILIARES

1.8.2.1. Reserradeira para cortes profundos

a. Francesa b. circular simples c. serra de fita simples

1.8.2.2. Canteadeiras, para cortes rasos

a. circular simples b. circular alimentada mecanicamente c. canteadeira dupla d. canteadeira múltipla.

1.8.2.3. Destopadeira: para cortes transversais, em tábuas ou

pranhões.

a. pendulada em cima. b. pendulada em baixo. c. destopadeira múltipla.

1.8.2.4. Serra de corrente.

1.8.2.5. Serras especiais

a. destopadeira angular b. serras para fabricação de produtos especiais: tacos etc.

1.9. ESTUDOS E CARACTERISTICAS DOS DIFERENTES TIPOS DE SERRA

1.9.1. Serras Alternativas ou de Quadro

As lâminas de corte estão encaixadas num quadro de metal ou madeira, dotado de movimentos alternativos através do qual passa a tora a ser desdobrada.

1.9.1.1. Serra tipo colonial

Estas serras normalmente, desdobram a tora em pranchas grossas, sendo que a trajetória das lâminas é vertical e o charriot (carro transportador da tora) é horizontal. As lâminas de serra são adaptadas no quadro, onde dois puxavantes laterais (um sistema de bielas – manivelas) ligados aos volantes encaixados no eixo motor provocam o movimento alternativo vertical.

Para madeiras duras : V^^ =^2 hnD cm / sg

Para madeiras brancas : V^^ =^3 hnDcm / seg

Onde : V = velocidade de avanço da madeira. D = diâmetro máximo da tora. n = número de lâminas de serra h = s € onde S = seção da tora.

Exemplo: Determinar a velocidade de avanço de uma tora de madeira macia com diâmetro máximo de 85 cm. ao ser desdobrada por uma serra colonial com 6 lâminas de serra.

O valor dado por estas fórmulas é entretanto muito grande, quando aplicado na prática, assim, as fórmulas a serem aplicadas na prática devem ser as seguintes:

Para madeiras duras : (^) hn V =^1 ,^50 D

Para madeiras brandas : (^) hn V =^1 ,^75 D

Nas serras de quadro, as lâminas devem apresentar normalmente uma largura de 0,22 x D a 0,24 x D, sendo D o diâmetro da tora a desdobrar. A espessura é da ordem de 1,6 a 2,0 mm.

As principais características da serra do tipo colonial são: ¾ É um tipo antigo com pequena velocidade de corte. ¾ O avanço da tora é por meio de carrinho de 1 a 5 mm / corte. ¾ É usada normalmente para desdobro de toras grandes de 1 a 1,5 m. de diâmetro. ¾ Velocidade do volante 110 a 130 rpm. ¾ Potência necessária mais ou menos 15hp. ¾ Polia de transmissão de 75 – 90 cm. de diâmetro.

¾ É de manutenção simples. ¾ É conveniente para toras grandes e duras. ¾ Uso de poucas lâminas (máximo de 6) sempre dispostas simetricamente, em relação ao eixo do quadro.

1.9.1.2. Serra francesa

¾ Assemelha-se à serra colonial, quanto ao principio de funcionamento. ¾ Os dentes das lâminas trabalham geralmente com as pontas voltadas para baixo. O ângulo de ataque dos dentes pode variar de 45 a graus, mas comumente é de 70 a 85 graus, são convenientemente travados, isto é, a ponta de um dente é inclinado para o lado oposto de maneira que o fio de serragem é um pouco mais largo que a espessura da lâmina de serra. ¾ Para determinação da velocidade de uma serra francesa ou colonial é utilizada a seguinte fórmula:

30 Vm =^ HxN

Vm = velocidade média da serra em m / seg. N = rpm. H = altura do quadro das lâminas de serra.

Exemplo: Qual será a velocidade de uma serra francesa que tem 500 mm. de altura no quadro de lâminas e cuja máquina opera com 275 rpm. As principais características da serra francesa são:

1. É toda de metal
2. É cerca de 10 vezes mais rápida que a serra colonial avanço até 41, mm / corte.
3. É de manutenção simples.
4. Uso de até 30 lâminas.
5. É conveniente para desdobro de toras de diâmetros uniformes, apresentando alto rendimento ao desdobrar toras classificadas segundo o diâmetro.
6. A fundação para as máquinas deve ser forte, em conseqüência das vibrações.
7. Os produtos cortados são uniformes, exatos e de tamanho igual.
8. A tensão das lâminas deve ser de 12 – 25 kg / mm².

1.9.1.5. Serra de Quadro horizontal

Diferencia-se dos outros tipos por apresentar uma lâmina de serra na posição horizontal. É utilizada para toros grandes, duros e de tamanhos variáveis. Apresenta as seguintes características:

1. Corte liso e exato.
2. Muito vagarosa.
3. Necessita pouca força motriz.
4. Diâmetro das toras até 1,5 m.
5. Avanço / corte de 1 a 5 mm.
6. rpm.de 120 a 135
7. hp cerca de 10 a 20
8. Exige fundações mais simples que a serra de fita, dando bons resultados para madeiras tropicais. A velocidade de corte é, entretanto, bastante pequena.

1.9.1.6. Serra de quadro Tissot – Peri

Nestas serras a trajetória da lâmina é vertical e o desdobro da tora é obtido por sucessivas aproximações transversais da peça de madeira a serrar. A lâmina de serra é fixada num dos lados do quadro, que um sistema de biela-manivela faz subir e descer. Tem, menor exatidão, uma vez que a bitolagem do corte é feita por catracas. Trabalha muito lentamente, sendo bastante comum no sul do Brasil.

1.9.2. Serra Circular

Apresentam a desvantagem de provocar elevada perda de serragem, porém são muito frequentemente empregadas para o corte de toras em pranchas ou tábuas.

A particularidade mais interessante da serra circular é a grande simplicidade da sua instalação. Uma serra circular consta basicamente de: a. Um disco de aço dentado na sua circunferência. b. Um eixo motor comandado, no caso geral, por uma polia fixa ao lado da qual está instalada uma polia livre a qual recebe a correia de transmissão. c. Um suporte, mesa ou charriot que sustenta a madeira a ser serrada. Uma das desvantagens das serras circulares é a dificuldade de as fazer girar, mantendo a lâmina vigorosamente num mesmo plano, para o qual a lâmina tem de ser apertada entre duas falanges, as quais têm de ter determinado diâmetro para que a lâmina não sofra torção, o que faz perder uma grande parte da altura útil do disco cortante e portanto reduzem a altura do corte a valores baixos. Os dentes mais usuais são dentes de ganchos, em particular em bico de papagaio, para cortes longitudinais de toras. Para marginar madeira seca o denteado mareado com ou sem retas. Para o corte em pranchas e corte transversal em toras usa-se vulgarmente isósceles. Atualmente é muito utilizada a serra circular com dentes removíveis, normalmente utilizadas para desdobro de toras e cortes longitudinais em vigas. Para cortes longitudinais (canteadeiras) e nas destopadeiras são empregadas serras circulares de dentes fixos.

1.9.2.1. Serra circular americana

Apresentam grandes discos que chegam a ter 1,80 m. de diâmetro, funcionando em combinação com um transportador automático e contínuo de cadeias ou de roletes. A espessura destas serras podem atingir a 10 mm. consequentemente o fio de serragem por elas produzido é mais de 10 mm.

¾ A serra de fita apresenta maior velocidade de corte, além de ser mais exata e com menor espessura do corte que resulta numa menor perda de madeira sob a forma de serragem. ¾ Os principais órgãos componentes das serras de fita são:

1. uma lâmina sem fim, dentada num dos bordos.
2. um carro porta – tora
3. dois volantes: o volante superior ajustável, enquanto o inferior é fixo. Os eixos dos volantes são paralelos e é necessário que haja um alinhamento perfeito entre os dois volantes. ¾ O volante inferior, tem o papel de reservatório de energia cinética, absorvendo as reações variáveis da madeira submetida a serragem. O peso ou massa do volante varia de 100 a 400 kg. Se o peso do volante for demasiado fraco, as reações da madeira fazem baixar a velocidade da máquina. Se o peso for exagerado, a fita é arrastada de qualquer forma, o que dá em resultado um desgaste rápido. ¾ Os volantes das serras de fita para desdobro de toras têm diâmetros de 100 a 130 cm. de acordo com as dimensões da fita. ¾ O volante superior, é um órgão de apoio da serra e de tensão. A posição do volante superior é regulada segundo o comprimento da fita e a tensão de montagem da serra. A tensão de montagem pode ser lida numa agulha, que se desloca num quadrante, ligada a um sistema dinamométrico. ¾ A velocidade de avanço do carro porta tora varia de 1 a 8 m. por minuto e a de retorno pode atingir até 50 m. por minuto. ¾ As serras de fita apresentam normalmente uma velocidade que varia de mais ou menos 1800 a 3600 m / min (6000 a 12000 pés / min). Para madeiras macias são empregadas velocidades em torno de 3000 a 3600 m / min. Velocidades de cerca de 2400 a 3000 m /min são utilizadas para corte de madeiras duras e finalmente, velocidades de mais ou menos 1800 m /min são empregadas no corte de madeiras muito duras. ¾ Os fabricantes de serras de fita no Brasil, fornecem lâminas de serras – fita de largura desde 6,4 mm até 415 mm. A espessura das lâminas de serra é proporcional ao diâmetro dos volantes. Assim para volantes até 120 cm. de diâmetro, a espessura da lâmina de corte deve ser de aproximadamente 1 / 1000 do diâmetro. Tratando-se de serras grandes com volantes maiores, a lâmina de corte deveria ser mais larga, e sua espessura deve ser de 1 / 1200 a 1 / 1400 do diâmetro do volante. ¾ Para o calculo da velocidade da fita de serra emprega-se a seguinte fórmula:

60

D N V

π

V= velocidade da fita da serra m / seg. D= diâmetro dos volantes. N = número de rotações por minuto dos volantes.

1.10. DENTES DE SERRA

Todos os tipos de lâmina de serra, seja alternativa, circular ou de fita, são constituídas de um corpo ou folha e de dentes. Os dentes das serras podem apresentar-se em diferentes perfis, sendo os mais habituais: a. Denteado mareado A frente de ataque de um dente esta voltada para as costas do dente seguinte, com o formato de um arco de circulo, formando assim uma depressão circular entre os dentes.