ANÁLISE DO PERFIL TÉRMICO NAS DIFERENTES ALTURAS DO FORNO CAIPIRA

Para a realização do estudo do perfil térmico dos fornos caipira os sistemas foram avaliados por meio da instalação de cilindros metálicos em diversas alturas da estrutura dos mesmos, sendo aferidas as temperaturas por meio de medidores do tipo infravermelho, para aquisição dos dados. O monitoramento foi feito nas fases de pré-aquecimento, queima e resfriamento dos produtos cerâmicos.

Foram realizados 2 tratamentos, sendo a argila o parâmetro utilizado como referência para distinguir os tratamentos, ou seja foram utilizados dois lotes de argila.

Foram instalados 12 cilindros metálicos distribuídos nas paredes do forno, sendo 8 cilindros nas paredes frontais do forno e 2 cilindros em cada paredes laterais, foram instalados equidistantes, com 17 cm de distância do solo e 30 da parede da superfície. Os cilindros distribuídos na parte frontal foram colocados a 50 cm da superfície do forno, e na base do forno distantes 20 cm do solo.

As aferições foram realizadas a cada 30 minutos a partir da fase de pré-aquecimento dos fornos, continuando nas fases de queima. Durante o resfriamento as temperaturas foram aferidas em intervalos de uma hora até a abertura da porta e a descoberta da cobertura.

As Figuras 1, 2, 3 e 4 ilustram os locais onde foram instalados os cilindros metálicos, com destaque para o desnível da parte posterior do forno.

Figura 1. Imagens dos cilindros utilizados na parede lateral do forno.

Figura 2. Imagens do cilindros utilizados na parede da frente do forno.

Fonte: Autora (2014).

Figura 3. Localização dos 8 pontos de instalação dos cilindros na parte da frente do forno.

Figura 4. Localização dos 2 pontos de instalação dos cilindros na lateral do forno

Os cilindros foram confeccionados com diâmetros externos de 5 cm, diâmetros internos de 4,8 cm, espessura da parede de 0,1 cm e o comprimento igual a espessura da parede do forno. Uma das extremidades do cilindro metálico foi fechada para fazer a comunicação da parte externa com o interior do forno, e a outra permaneceu aberta para inserção do medidor infravermelho de temperatura. Os cilindros foram instalados com barro na parede.

As Figuras 5 (a), (b) e (c) ilustram um modelo típico dos cilindros metálicos utilizados

Figura 5. Imagens do cilindro utilizado no forno .(a) Vista da estrmidade aberta.(b) Vista da lateral da extremidade fechada.(c) Vista extrena do cilindro instalado na parede de um forno.

Fonte: Oliveira, 2012.

As aferições das temperaturas nos cilindros foram feitas com auxilio de um pirômetro ótico do tipo mira laser, para emissividade, com resolução ótica de 8:1, com range de 0,1 à 1.

Foram registradas as medidas das temperaturas no decorrer do processo de queima do forno caipira em vários pontos das suas geometrias através de Termopares do tipo K (Cronel- Alumel) no intervalo de 1 hora durante a queima, e de duas horas durante o resfriamento até atingir uma temperatura constante. Foram instalados fios de cobre revestidos com veda rosca material isolante para proteger e conservar o fio das altas temperaturas, pois este material suporta altas temperaturas sem danificar o fio como mostram as Figuras 6 e 7.

(a) (b)

Figura 6. Termopares instalados no forno para aferições da temperatura.

Fonte Autora (2014).

Figura 7. Fios instalados dos Termopares instalados no forno na parede de tras para aferições datemperatura.

Fonte: Autora (2014).

Na extremidade do fio instalado um termopar para ser acoplado ao Datalogger com uma capacidade de registar até 1400°C de temperatura (Figura 8 e 9).

Figura 8. Datalogger utilizado na pesquisa.

Fonte: Autora (2014).

Figura 9. Aferição da temperatura com termopar.

Fonte: Autoria própria, 2013.

Foram instalados também 10 termopares, sendo 5 termopares distribuídos 1,77cm acima das câmaras de combustão, e 1 termopar em cada lateral, e 3 termopares na parte frontal do forno. Na parte de trás foram colocados a 1 m e 2 cm das laterais e os do centro com 3 m e 49 cm e o outro com 3 m e 51 cm.

3.8 CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DO PRODUTO

Para avaliar a qualidade da telha, houve o monitoramento, a partir da identificação da quantidade de telhas enfornadas para serem submetidas à queima. Após o resfriamento do forno foi feito o acompanhamento da retirada das telhas, com distinção da qualidade e verificação da quantidade do material produzido, sendo estes classificados como sendo:

produtos de primeira qualidade; segunda qualidade; terceira qualidade; produtos mal queimados, e os desperdícios (telhas quebradas, empenadas ou trincadas), como mostra a Figura 10.

Figura10. Classificação de telhas de 1a , 2a e 3a qualidade e mal queimadas.

Fonte: Batista (2013).

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1 MATÉRIA PRIMA

4.1.1 PROPRIEDADES DA MADEIRA

Na Tabela 1 são mostrados os valores médios referentes a densidade básica, umidade e consumo da madeira utilizada no experimento.

Tabela 1. Médias da Densidade básica, umidade e consumo da madeira utilizada no experimento.

Propriedade Tratamento 1 Tratamento 2

Densidade (g/cm3) 0,68 0,70

Umidade (%) 17,34 13,86

Verifica-se, na Tabela 1, que a densidade básica, a umidade e o consumo de madeira no tratamento 1 foi maior do que os obtidos no tratamento 2, e que o maior consumo no tratamento 1 pode estar atrelado a maior umidade e a menor densidade, pois na combustão quanto maior a densidade da madeira, maior a massa, e consequentemente maior capacidade calorífica por volume, e menor o volume requerido na queima.

Segundo Shioyama (1990), a densidade é um dos parâmetros muito importantes entre as diversas propriedades físicas da madeira, pois afeta todas as suas demais propriedades. Seus efeitos, porém são interativos e difíceis de serem avaliados isoladamente.

Os resultados encontrados são considerados satisfatórios, e dentro dos padrões permitidos, pois a umidade de equilíbrio da madeira ficou próxima ao ponto de saturação das fibras, conforme estabelecido pela Embrapa (2008), de 22 a 30 %.

Os resultados encontrados pela Rodrigues (2012) obteve um consumo médio de 0,7 m3 a 0,9 m3 de madeira por tonelada de produto queimado, sendo esses resultados maiores do que encontradas na pesquisa.

4.1.2 PROPRIEDADES DA ARGILA