Questão:
Como é possível deixar a madeira atingir o teor de umidade de equilíbrio?
Jason C
2016-02-02 00:52:02 UTC
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Estou tentando conciliar os 3 pontos a seguir, mas não consigo:

  1. É extremamente importante deixar a madeira descansar por um tempo no ambiente ao qual se destina ser usado antes de usá-lo para um projeto de forma que alcance o teor de umidade de equilíbrio (EMC) com o meio ambiente. Evidência: Este conselho surge uma e outra vez aqui, em fóruns, em artigos, em todos os lugares.
  2. É impossível fazer isso onde eu moro, onde o EMC variou de 2,8% a 29,1% quase diariamente nos últimos 2 anos. Provas: veja abaixo.
  3. Construir móveis de madeira aparentemente funciona de qualquer maneira . Prova: eu moro em NYC. Há 15 milhões de pessoas aqui com móveis que não estão se destruindo constantemente.

Como um requisito extremamente importante para móveis bem construídos pode ser aparentemente impossível, mas móveis bem construídos existem de qualquer maneira ? Um dos três pontos acima deve ser falso. É:

  1. não tão importante, ou
  2. totalmente possível, ou
  3. a mobília de ninguém em Nova York dura mais de um ou dois anos antes de entortar se em pedaços.

Qual é? O que estou perdendo aqui? Em um ambiente de mudanças tão violentas, como é realmente possível deixar a madeira atingir seu EMC , ou o conselho está errado e isso realmente não importa?


Fontes para o ponto 2 acima:

Aqui está a EMC calculada de acordo com o acima dados para um período típico de 10 dias na minha área, mostrando uma faixa altamente variável de cerca de 6% a 23%, mesmo ao longo de um único dia:

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Aqui está o EMC calculado (por hora) nos últimos 2 anos, mostrando muito pouca correlação entre EMC e estação , uma alta distribuição de ruído entre 2,8 e 29,1:

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Aqui estão a temperatura (C) e a umidade relativa (%) apenas para integridade durante o mesmo período de 2 anos. Existem claras variações sazonais, é claro, mas dentro de um dia / semana isso varia muito:

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Aqui estão meu tempo e dados calculados de EMC ( descompactados).

Como posso fazer tudo isso fazer sentido? As evidências sugerem que o conselho de "deixar a madeira descansar por algumas semanas ou meses para atingir o equilíbrio com o meio ambiente" não é realmente correto (porque parece impossível - qual seria o MC alvo?), Mas devo assumir que estou perdendo um ponto-chave devido à minha inexperiência.

Conforme as perguntas e respostas estão evoluindo, estou ficando mais claro sobre o que estou confuso: Minha suposição é não que o MC da madeira muda rapidamente , é que na presença de um ambiente altamente variável, eu questiono se ele muda muito lentamente para realmente alcançar a EMC, pelo menos nas "semanas" ou "meses" convencionais de descanso sugerido. Também questiono a sabedoria convencional aceita sobre estação e local (no entanto, estou reunindo mais dados sobre essas linhas enquanto digito isso). É dado, para mim, que a madeira viva tem um alto MC e precisa ser seca; o que realmente não está claro para mim depois de olhar as respostas e os dados é se realmente importa que a madeira repouse perto de seu local final e o quanto algumas semanas ou meses realmente fazem a diferença. Por toda a experiência tradicional, sim, mas pelas observações muito limitadas que fiz até agora, não parece.


A questão termina aqui. O seguinte seção contém misc. dados relacionados a comentários.

Estatísticas sazonais de temperatura / umidade / EMC dos últimos 2 anos (21.457 amostras) ( resultados completos). Incluí a mediana e o IQR, se você balançar dessa forma:

  mín. Máx. Média padrão mediana iqr REL HUMIDADE (%) Inverno 11 100 59,9 20,2 56,0 36,0 Primavera 12 100 62,6 22,7 63,0 43,0 Verão 24 100 63,2 16,9 62,0 26,0 Outono 17 97 64,2 17,8 63,0 30,0 min máx. Média std mediana iqr TEMPERATURA (C) Inverno -16,7 21,7 1,3 6,2 1,1 8,6 Primavera -6,1 31,7 14,7 7,1 15,0 10,0 Verão 11,7 35,6 23,8 3,6 23,3 4,4 Outono -5,6 28,3 11,9 6,3 12,2 9,5 min máx. Média std mediana iqr EMC (%) Inverno 2,8 29,1 12,4 5,1 10,5 7,8 Primavera 2,9 29,1 13,1 5,8 11,6 11,6 10,3 Verão 5,1 28,8 12,4 4,3 11,3 11,3 5,4Fall 4,0 25,7 13,0 4,5 11,9 6,9 min máx. Média std iqr mediana EMC ( %) POR MÊSJan 4,2 25,2 11,7 4,5 10,0 5,7 Fev 5,1 22,9 12,0 4,5 10,6 6,5Mar 2,8 26,0 11,7 5,4 9,7 9,0 Abr 2,9 29,1 12,0 5,9 10,2 8,9Maio 3,9 25,9 13,1 5,6 11,6 9,5Jun 4,6 29,0 14,3 5,2 13,2 9,4Jul 5,4 28,8 12,9 4,6 11,7 6,0Aug 5,5 23,2 11,6 3,9 10,8 4,7Sep 5.1 23,3 12,5 3,9 11,7 4,9Oct 5,7 25,7 12,9 4,3 11,9 6,7Nov 4,0 23,4 12,6 4,8 11,3 7,9 Dec 6,0 29,1 14,8 5,1 13,6 8,8  

A principal variável que afeta o acima é inverno / dezembro de 2015 teve altas temperaturas recordes (72F / 22C não foi um Natal branco ) Com isso, aprendo duas coisas:

  • A faixa mais estreita de médias sazonais de EMC (12,4-13,1%) e medianas (10,5-11,9%) sugere uma meta razoável de EMC. Esta é uma boa notícia.
  • Não há diferença estatisticamente significativa na umidade relativa da minha área e EMC por estação (ou mesmo mensal, na verdade). Isso leva a outras questões fora do escopo da versão original deste post.

Isso levanta algumas questões adicionais para reflexão: Mais notavelmente 1) são "algumas semanas" ou "alguns meses "realmente há tempo suficiente para deixar a madeira assentar e 2) aquela temporada não importa contradiz alguma experiência aceita, embora isso possa ser exclusivo para a minha localização.

Muitas informações boas nas respostas ... o único ponto que eu farei é considerar em que estação você está construindo. Se for verão, espere que a madeira seja um pouco gorda e permita o encolhimento. (O painel de uma porta pode ser um pouco mais apertado do que você normalmente faria, por exemplo.) Por outro lado, no inverno, espere que a madeira seja um pouco fina, então planeje de acordo. (E só para bater em um cavalo morto, toda essa expansão / contração é através do grão ... não longitudinalmente.)
@AloysiusDefenestrate O EMC calculado para minha área não varia realmente entre o inverno e o verão. Qual é a variável aí que afeta o estado da madeira da maneira que você mencionou? Quer dizer, esperar que seja gordo / magro se eu não o deixei descansar ainda e ele ainda está no estado em que está de qualquer ambiente em que foi originalmente derrubado? Porque o seu estado * vivo * variou muito entre as duas estações?
Hmm, agora você está me pedindo para apoiar minha sabedoria 'aceita'. Eu acho que o que estou querendo dizer (e eu acho que isso vale para NY) é que os verões são mais úmidos e quentes. Invernos o oposto. (Vemos isso em seu gráfico preto, certo?) Sem me aprofundar na matemática por trás de seu EMC calculado, não posso realmente contestá-lo, mas tenho a sensação de que a absorção da madeira é mais lenta do que o clima medido. Se eu tiver chance, examinarei com mais atenção o que você tem e talvez tenha uma resposta melhor. Ou talvez mude de ideia. Não sei.
@AloysiusDefenestrate Na minha área, a temperatura é muito sazonal, embora a umidade e a EMC não pareçam variar com significância estatística por estação ou mês. Fiz a agradável descoberta de que o EMC médio calculado parece permanecer relativamente constante ao longo do ano (e, portanto, mais atingível). Veja a tabela que adicionei acima para abordar este comentário.
Santo estatísticas batman!
Seis respostas:
grfrazee
2016-02-02 01:13:35 UTC
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Em um ambiente tão mutável, como é realmente possível deixar a madeira atingir seu EMC, ou o conselho está errado e isso realmente não importa?

É importa, e o pouco de teor de umidade é um pouco mais fácil do que você está fazendo parecer. Deixe-me explicar.

A umidade flutua ao longo do dia, como todos sabemos. No entanto, na média , os níveis de umidade de uma área podem ser dados com uma quantidade razoável de precisão. Por exemplo, todos esperamos que uma floresta tropical tenha um nível médio de umidade mais alto do que um deserto, embora ambos possam flutuar um pouco.

Como posso fazer tudo isso fazer sentido? As evidências sugerem que o conselho de "deixar a madeira descansar por algumas semanas ou meses para atingir o equilíbrio com o meio ambiente" não é realmente correto (porque parece impossível - qual seria o MC alvo?), Mas devo assumir que estou perdendo um ponto-chave.

O importante a lembrar é que a madeira começa contendo mais água em proporção do que o ar em que está. A natureza sempre busca alcançar o equilíbrio. Então, se você tem um pedaço de madeira com mais umidade do que o ar, o ar vai tentar remover a umidade da madeira para equilibrar o sistema.

Em alguns pontos, haverá dias em que o o ar é mais úmido que a madeira e nenhuma perda de água ocorrerá na madeira. No entanto, se tiver tempo suficiente, a madeira perderá umidade suficiente para que, em média, fique tão úmida quanto o ar.

Após esse ponto, as flutuações diárias moverão a umidade conteúdo na madeira para cima e para baixo, mas isso geralmente está localizado nas fibras externas da madeira. Pense nisso como "inércia de umidade". Quanto mais espessa a peça, mais inércia de umidade ela tem e mais tempo leva para se equilibrar com o ar. Por outro lado, quanto mais inércia de umidade ele tem, mais resistente é às flutuações de umidade, uma vez que atinge EMC.

A construção de móveis de madeira aparentemente funciona mesmo assim. Prova: eu moro em NYC. Há 15 milhões de pessoas aqui com móveis que não se desmancham constantemente.

Móveis bem construídos dão efeito a esses movimentos. Móveis mal construídos terão rachaduras e juntas abertas (entre outros problemas) onde não foram devidamente considerados.


Leitura adicional

  1. Rethink Moisture Content for Workbenches (Lost Art Press)
  2. Mas está seco o suficiente? (Lost Art Press)
  3. Água vs. Madeira: partida de rancor (Lost Art Press)
Portanto, no meu ambiente acima, em qual alcance de MC eu estaria atirando antes de julgar a madeira como pronta? Aproximadamente em torno da média desse período de 2 anos, apesar da alta variação?
@JasonC, é provavelmente um bom lugar para começar. Pessoalmente, acho que qualquer coisa abaixo de 15% é provavelmente bom o suficiente para usar em sua região.
Quando a madeira está armazenada, você sabe qual é a relação entre a taxa de alteração do MC e o EMC-MC? Eu gostaria de fazer uma simulação aproximada.
@JasonC,, por favor, veja a seção `Leitura Adicional` adicionada à minha resposta. Algumas coisas interessantes aí. No. 3, especialmente se você deseja executar uma simulação.
Esses são links excelentes. Vou levar algum tempo para digerir. # 2 em particular está mudando a maneira como vejo isso, esp. que chegar perto de EMC não é tão importante quanto secar * o suficiente *, por exemplo, se começar em 90%, mesmo se a média de EMC do ambiente for 12%, pelo menos permitindo que ele desça para dizer o máximo do ambiente de, por exemplo, 30% é a parte mais importante. Este pode ser o meu principal ponto perdido. No entanto, isso está na verdade fortalecendo a nova dúvida que tenho tido sobre se o * local * (e a estação) são importantes: se o EMC desejado for tão alto, realmente importa onde você o armazena?
Para qualquer pessoa verificando o simulador no link # 3: Houve um bug introduzido em alguma versão recente do gmsh que o impediu de funcionar. O bug foi resolvido e provavelmente estará na próxima versão estável do gmsh. A versão 2.9.2 deve funcionar nesse meio tempo.
rob
2016-02-02 08:03:26 UTC
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Existem muitas técnicas para projetar uma peça de mobiliário que não se desintegre com as flutuações ambientais, mas o ponto-chave que está faltando é que você idealmente deseja trabalhar a madeira enquanto ela está no EMC do ambiente em em que ele residirá no final das contas.

Todos os dados climáticos que você analisou são presumivelmente de uma peça que fica ao ar livre sem qualquer controle de temperatura. Se for para ficar em uma casa ou apartamento com ar-condicionado, no entanto, você precisa trabalhar com o EMC desse ambiente.

Outro ponto que vale a pena notar é que o teor de umidade da madeira irá flutuar mais gradualmente do que do meio ambiente. Se você deixar seus materiais chegarem ao EMC de um quarto e depois levá-los para sua loja, eles não chegarão imediatamente ao equilíbrio com a loja.

No verão, meu quarto é tão diferente do resto do meu apartamento que, com base no conselho da "madeira em repouso", eu não confiaria que a madeira armazenada em minha cozinha fosse aclimatada em meu quarto; e isso é típico. Ainda é um bom ponto sobre o A / C. FWIW, embora eu não tenha números concretos, acredito que NYC tem uma porcentagem relativamente baixa de residências equipadas com A / C e baixo consumo de energia por residência. No meu caso, tenho uma janela A / C no quarto e aquecimento de rodapé com janelas que vazam. No inverno, meu ambiente interno ainda é muito diferente do externo. No verão, eles são quase iguais.
Quando a madeira está armazenada, você sabe qual é a relação entre a taxa de alteração do MC e o EMC-MC? Eu gostaria de fazer uma simulação aproximada. (PS: Eu descobri que [apenas 20% dos domicílios no estado de NY têm A / C central] (https://www.eia.gov/state/print.cfm?sid=NY), não tenho certeza sobre NYC - I presumiria menor. Os A / Cs da janela levam a uma variação ainda mais estranha de EMC em ambientes internos).
Reactgular
2016-02-02 03:08:25 UTC
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Deformar ou torcer, essa é a questão

É extremamente importante deixar a madeira assentar por um tempo no ambiente em que se destina a ser usada antes de usá-la em um projeto para que atinja o teor de umidade de equilíbrio (EMC) com o meio ambiente. Evidência: este conselho surge uma e outra vez aqui, em fóruns, em artigos, em todos os lugares.

Isso é muito verdadeiro. A madeira é projetada pela natureza para ser absorvente de umidade. É assim que as folhas obtêm a água de que precisam para criar seiva. O problema aqui é que a umidade muda a forma da madeira. Quando é a mudança no teor de umidade que resulta em uma mudança na forma da madeira, e essas mudanças são o que a maioria das pessoas não quer que aconteça.

Eu comprei madeira cara e empilhei na garagem por apenas 1 noite. No dia seguinte, estava deformado além do reparo. Não coloquei espaçadores entre as placas para deixá-las flexionar com as mudanças na umidade. O que aprendi sobre a madeira é que ela entorta ou torce, mas nunca retorna à forma original.

O mesmo problema pode ocorrer se você pegar uma madeira nova e cortá-la. Em alguns dias, tudo terá um formato diferente.

Então, deixar a madeira assentar é importante, mas como você empilhá-la também é importante. Dê muito suporte, não coloque peso extra e deixe espaço para a madeira respirar.

Mas ela vai mudar de forma. Isso é um fato. Seu trabalho é minimizar isso ao máximo.

É impossível fazer isso onde eu moro, onde o EMC variou de 2,8% a 29,1% quase diariamente nos últimos 2 anos. Evidência: Veja abaixo.

A madeira respira de forma que se expanda e se contraia conforme a umidade muda. A chave é permitir que isso aconteça naturalmente. Com níveis flutuantes, isso significa apenas que você tem mais probabilidade de entortar a madeira se não armazená-la adequadamente. Isso não significa que você não pode igualá-lo ao seu ambiente.

Ikea não é carpintaria

Construir móveis de madeira aparentemente funciona de qualquer maneira. Prova: eu moro em NYC. Há 15 milhões de pessoas aqui com móveis que não se desmancham constantemente.

A maioria das pessoas compra móveis manufaturados. Este material usa materiais feitos pelo homem, foi pintado e é geralmente de má qualidade. Ele foi feito apenas para parecer bonito. Se todos tivessem móveis de madeira maciça, teriam de aprender a cuidar deles.

Um bom carpinteiro sabe construir coisas que não mudam de forma. Esse é um outro tópico de trabalho com madeira e tenho certeza de que existem livros sobre o assunto, mas se você seguir essas orientações, não terá problemas.

É tudo relativo

Em um ambiente tão mutável, como é realmente possível deixar a madeira atingir seu EMC, ou o conselho está errado e isso realmente não importa?

É tudo em relação ao local onde a madeira estava anteriormente. A madeira que já está na sua loja e que está lá há algum tempo já chegou à EMC. Sim, seu ambiente está mudando constantemente, mas agora que a madeira está mudando de uma forma esperada porque agora é relativa ao seu ambiente.

A madeira que vem da fábrica veio de um ambiente diferente e agora deve mudar. Quanto mais próximo o ambiente anterior estiver do seu, menos mudanças serão necessárias.

Você obtém o que compra

Uma coisa é deixar a madeira descansar ao recebê-la. Outra é esperar que cortes ruins, madeiras importadas ou níveis de umidade muito diferentes rendam a você um bom produto de madeira mais tarde.

Não posso contar quantas vezes fiquei tão distraído tentando encontrar madeira sem nós, rachaduras ou comprimento que eu precisava e esqueci de verificar os grãos finais. Mais tarde, depois de deixá-la descansar, a madeira deformada de uma maneira que poderia ter sido prevista.

É mais frequentemente o erro do comprador do que um problema ambiental.

Embora a Ikea tenha alguns móveis baratos, ela foi projetada com essa ideia em mente. A maioria de seus produtos é projetada a partir de um preço primeiro e dos materiais depois. Além disso, muitas madeiras projetadas são mais resistentes às mudanças de umidade. O contato com a água é outra história ...
A maioria dos marceneiros não se considera carpinteiro e vice-versa.
A marcenaria e a carpintaria costumavam ser guildas separadas e tinham maneiras tradicionais diferentes de lidar com o problema do movimento da madeira.
Eu me ressinto da sua insinuação de que todos em Nova York compram móveis da Ikea. Agora, se você me dá licença, tenho que chegar ao Ikea antes que fechem.
Eli Iser
2016-02-02 12:51:44 UTC
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Acredito que o principal problema da sua pergunta é assumir que o teor de umidade da madeira pode mudar em um instante. Este não é o caso. As fibras de madeira atingem um equilíbrio de umidade com a umidade relativa do ar circundante, mas este é um processo muito lento , especialmente para peças mais grossas.

A calculadora você costumava determinar que o EMC está muito bom, mas não informa a taxa na qual o EMC muda. As flutuações diárias de umidade relativa e temperatura não têm um impacto imediato no EMC. As mudanças graduais ao longo do ano sim, e isso é lento o suficiente para suavizar quaisquer flutuações (mesmo que elas possam ser muito extremas quando vistas de perto, de hora em hora).

Considere que a secagem em estufa caiu madeira serrada leva semanas, e a madeira cortada secar ao ar leva cerca de um ano por polegada de espessura, e você pode ver que o MC da madeira muda lentamente. As mesmas taxas se aplicam aos móveis da sua casa.

Por último, conforme apontado por algumas das outras respostas, todos os dados que você apresentou estão relacionados à madeira que está fora . Para móveis internos, as variações de temperatura e umidade são provavelmente menos severas do que externas, novamente minimizando quaisquer flutuações extremas. No entanto, vale a pena mencionar que a área da casa tem impacto - há uma grande diferença na EMC para uma peça de mobiliário no porão ou no quarto.

Para ser claro: a suposição não é que o MC da madeira muda rapidamente, é que, na presença de um ambiente altamente variável, eu questiono se ele muda muito * lentamente * para realmente alcançar a EMC. Também questiono a sabedoria convencional aceita com relação à estação e ao local (estou reunindo mais dados nessas linhas enquanto digito isso). É dado que a madeira viva tem um alto MC e precisa ser seca; o que realmente não está claro para mim depois de olhar as respostas e os dados é se realmente importa que a madeira repouse perto de seu local final e o quanto um par de semanas ou meses realmente fazem a diferença.
Então eu diria que o principal problema com seus dados é que são para as condições externas e não internas. Uma vez que a maioria dos móveis finos deve permanecer dentro de casa, você precisa obter dados de temperatura e umidade relativa dentro de casa para tirar conclusões reais.
alpintrekker
2017-12-27 23:15:18 UTC
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Apenas uma nota simples sobre seus dados climáticos: é para ao ar livre . Uma vez que a maioria dos móveis de madeira ficam internos , você deve calcular o clima interno. Que - graças ao aquecimento e ao A / C - será muito diferente e muito mais estável do que o clima externo.

Para se ter uma impressão, aqui está um diagrama do teor de umidade de equilíbrio calculado em meu workshop, com base nos registros RH-T que comecei a registrar recentemente: Calculated MC_eq

Graham
2016-02-02 18:13:12 UTC
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Não se esqueça de que, uma vez que o móvel é criado, ele tem integridade estrutural própria. Uma única folha de metal oscilará em todas as direções, mas se você dobrá-la e moldá-la em uma carroceria de carro, você deu a ela resistência à deformação, seja qual for a fonte de deformação.

Claro que isso depende do seu projeto ter integridade estrutural. Mas isso depende se você é um marceneiro competente ou não. :)



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