O uso de postes de eucalipto tratados para redes de transmissão e distribuição de energia elétrica está bastante difundido. Porém, as madeiras de eucalípto apresentam, quando utilizadas em postes, algumas deficiências, tais como, certa tendência ao fendilhamento e vulnerabilidade do cerne, ao ataque de cupins e outros insetos, uma vez que a região central da madeira não é impregnável pelo preservativo.
A fácil deterioração da madeira de pinus não tratada e a sua baixa resistência mecânica, comparadas com a madeira de eucalípto, são fatores que, no Brasil, desabonam o seu uso como postes para redes de eletrificação. Entretanto, países como Estados Unidos, Canadá, França e outros, utilizam, em grande escala, esse tipo de poste.
Estudos da resistência mecânica da madeira de pinus já foram realizados e comprovaram que seu uso como postes em redes de eletrificação é perfeitamente viável. Quanto à deterioração, no presente trabalho, estudou-se uma metodologia de tratamento preservativo de postes de Pinus oocarpa, de fácil execução e economicamente viável, objetivando prolongar sua vida útil, tornando perfeitamente viável seu uso em redes de transmissão e distribuição de energia elétrica.
Os métodos de tratamentos preservativos de madeira subdividem-se em:
? Métodos com pressão ou industriais.
? Métodos sem pressão ou caseiros;
Os métodos com pressão ou industriais requerem equipamentos especiais de impregnação, trabalhando com pressões superiores à atmosférica, sendo sem dúvida alguma, os mais eficientes, em razão da distribuição e penetração mais uniforme do preservativo na peça tratada, além do maior controle do produto absorvido, garantindo proteção efetiva e economia de preservativo. Em contraposição, tais processos apresentam algumas desvantagens, como o custo do equipamento e de sua manutenção, mão-de-obra mais especializada e o transporte da madeira até a usina de tratamento.
Os métodos de preservação sem pressão ou caseiros, são simples e não requerem pressão externa aplicada para forçar a penetração do preservativo na madeira. Esses processos caracterizam-se pelo baixo grau de sofisticação, dispensando investimentos iniciais em equipamentos e, em geral, são utilizados pelo próprio usuário da madeira preservada, de quem, em última análise, depende a qualidade do produto final.
O tratamento de madeira roliça, para preparação de postes de Pinus oocarpa, foi desenvolvido com base nos princípios de substituição de seiva, pelo processo Boucherie modificado, com aplicação de uma pressão hidrostática, para facilitar o deslocamento da mesma durante a introdução do imunizante.
Avaliou-se a eficiência desse método de tratamento, através de análise química quantitativa de retenção do imunizante CCB, por processo de espectrofotometria de absorção atômica e análise qualitativa da penetração de imunizante, por processo colorimétrico.
As toras ensaiadas são de árvores oriundas de plantação de Pinus oocarpa , Distrito Areia
Branca, município de Agudos. Essas árvores são de procedência Signatepeque (Honduras), plantadas em solo com textura arenosa, numa área de 2.500 ha, espaçadas de 2,50 m x 2,00 m, com 28 anos de idade, sétimo desbaste, com DAP de 0,45 m (diâmetro médio na altura do peito) e altura média de 35,00 m.
Esta madeira possui massa específica relativamente baixa, apresentando variações dentro de uma mesma árvore, decrescendo no sentido base ao topo e da parte interna (medula) para a parte externa (próximo à casca). Esta variação também sofre influência do local do plantio e da idade da árvore. As densidades básicas da madeira de Pinus oocarpa, com 28 anos de idade, apresentam os seguintes valores: 0,62 kg/cm3 a 1,6 m da base, 0,58 kg/cm 3 no meio do poste, e 0,55 kg/cm3 no topo do poste.
Até a idade de quinze anos a madeira de pinus não apresenta cerne diferenciado, possui, em média, teores de holocelulose em torno de 65,8% e de 31,8% de lignina, além de um teor de 2,0 a 3,0% de resina. É uma madeira de baixa resistência natural aos organismos xilófagos. É bastante permeável e facilmente tratável por processos de vácuo-pressão adequados.
Os postes empregados na experimentação foram selecionados conforme Padronização e
Especificação constante do Texto-Base da Norma Brasileira (NB), elaborada pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo.
O preservativo utilizado nos ensaios foi o imunizante hidrossolúvel, à base de Cobre, Cromo e
Boro (CCB), cuja composição especificada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas é a seguinte:
? Cobre, calculado como CuO?26,0 %
? Cromo hexavalente, calculado como CrO3 63,5 %
? Boro, calculado como B?10,5 %
O imunizante CCB é um preservativo para madeiras de ação fungicida e inseticida, hidrossolúvel, apresentado na forma de pasta, acondicionado em tambor de 50 kg, contendo 50 % de ingrediente ativo e classificado quimicamente como Borato de Cobre Cromatado. É fabricado exclusivamente com óxidos puros, de acordo com especificação da Associação Brasileira de Normas Técnicas . Não contém eletrólitos fortes e por isso não aumenta a condutividade elétrica da madeira tratada nem sua corrosividade a metais. O produto óxido apresenta também, quando diluído em água, uma solução mais estável com pH menor e menor tendência à formação de precipitado durante o tratamento da madeira.
As árvores de Pinus oocarpa, foram selecionadas levando-se em conta a retidão dos seus troncos e o número de defeitos. Foram abatidas quatro árvores para retirada das toras com 10,5 m de comprimento, diâmetro mínimo de 0,28 m na base e 0,20 m no topo. Após os corte foram transportadas diretamente para o Laboratório da UNESP, Câmpus de Bauru.
Sobre o estaleiro ajustou-se o comprimento da tora, (10,0 m), seccionando-se os excessos da base e da ponta. Em seguida realizou-se o descascamento de uma faixa em torno de 0,50 m da base, para fazer o acoplamento do tampão de ajustamento, para introdução do imunizante.
Adotaram-se os seguintes procedimentos:
? A forma de se fazer atuar a pressão para a penetração da solução imunizante na madeira, foi através de pressão hidrostática, obtida elevando-se o reservatório da solução a uma altura de 7,50 m acima da base do poste;
? Ajustou-se a concentração da solução de preservativo a um teor de 2,5 % (p/p) de i.a. ;
? O tempo de início e fim da operação de substituição da seiva foi devidamente ajustado;
? Durante o processo de tratamento os postes sofreram uma rotação de 180° em torno do eixo longitudinal, visando obter uma retenção mais uniforme do produto em toda a seção transversal;
O módulo de preservação foi construído especialmente para o desenvolvimento do presente trabalho consistindo basicamente de:
? Estaleiro para acomodação dos postes,
? Torre, construída em estrutura de madeira, para elevar o reservatório de imunizante a uma altura de 8,50 m, em relação ao nível do piso,
? Reservatório de cimento amianto com capacidade de 1000 litros,
? Tubulações de PVC, mangueiras plásticas de alta pressão e registros,
? Painel de controle, dotado de manômetro e registros para operação do sistema,
? Tampões de ajustamento para acoplamento na base dos postes.
O tubo de alimentação que liga o reservatório elevado ao painel de controle é em PVC rígido, diâmetro de 40 mm. Nesse tubo, na saída do reservatório, existe um registro de gaveta para garantir a segurança do sistema em caso de acidente. Na entrada do painel de controle foi instalado um registro de gaveta para manutenção e controle da operação e um manômetro para verificar a pressão de trabalho.
Do painel de controle saem quatro alimentadores em mangueira plástica, de alta pressão, diâmetro de 25 mm, ligados aos tampões de ajustamento. Antes de cada mangueira, no painel de controle, foi colocado um registro de ação rápida para abrir e fechar a saída da solução de imunizante.
Ainda do painel de controle saem quatro mangueiras plásticas, até o reservatório de solução excedente, para recolher a solução de imunizante contida no sistema após interrupção da operação.
O tratamento preservativo baseou-se no processo de deslocamento da seiva induzido por pressão hidrostática, obtida com a elevação do reservatório contendo o produto preservativo a uma altura de 7,50 m em relação à base dos postes.
O produto de preservação em solução aquosa, neste processo, desloca-se ao longo do fuste, de uma extremidade a outra, expulsando a seiva. Por esse motivo a madeira foi tratada ainda verde, com início da operação de tratamento nunca superior a cinco dias, contados a partir do abate da árvore. Ao final da operação, os tecidos, que anteriormente eram preenchidos por seiva, agora o são por solução do produto imunizante. Porém, devido a idade da árvore (28 anos), os tecidos da medula, região central do fuste, comportam-se fisicamente como cerne (material impermeável), não impregnados pelo imunizante.
A operação de tratamento só é interrompida quando observa-se que o líquido, expulso pela extremidade do poste, apresenta uma coloração próxima à do imunizante injetado.
Como a Associação Brasileira de Normas Técnicas especifica que o valor de retenção de preservativo hidrossolúvel, em postes de madeira tratada, não deve ser inferior à 9,6 kg de i. a./ mˆ de madeira, adotou-se para esta fase, uma retenção em torno de 15 kg de i.a./ mˆ de madeira.
Para se estimar o volume de solução a ser preparada neste ensaio, o teor da solução imunizante também foi definido em 2,5% (p/p) de (i.a). A densidade da solução foi avaliada com densímetro, apresentando um valor de 1,0 g/cmˆ. A partir desses valores calculou-se a absorção da solução através da equação 2.
No tratamento preservativo dos postes P1, P2, P3 e P4 consumiu-se 80 kg de CCB com 50% de ingrediente ativo, diluído em 1570 litros de água, obtendo-se 1650 litros de solução, com um teor (t) de concentração de 2,4% (p/p) de ingrediente ativo.
A partir do instante em que o imunizante começou a ser expelido juntamente com a seiva, aplicou-se uma rotação nos postes de 180° em torno de seu eixo longitudinal e a operação de tratamento só foi interrompida após doze horas.
As análises químicas para determinação da retenção e penetração do preservativo nos postes tratados foram efetuadas pelo Laboratório de Preservantes e Madeira Preservada do Instituto de
Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo.
A determinação da retenção de CCB, em kg de ingrediente ativo por metro cúbico, foi obtida pelo processo de espectrofotometria de absorção atômica, através de uma adaptação da especificação A11-93 .Retirou-se do poste 3 seis discos de amostragem com 5 cm de espessura, sendo dois a 1,60 m da base, dois no meio do poste e dois a 0,20 m do topo. De cada par de disco de amostragem, um foi utilizado para avaliar a distribuição qualitativa de boro e cobre, e o outro para a determinação daretenção de CCB em termos de ingrediente ativo por metro cúbico.
A avaliação qualitativa de penetração e distribuição de cobre e boro foi realizada através de reações colorimétricas. A presença de boro foi detectada através de pulverização da superfície do disco de amostragem com álcool polivinílico e iôdo. A reação química desses produtos com o boro faz com que a superfície fique azulada.
A presença de cobre foi detectada através da pulverização da superfície do disco de amostragem com cromo azurol S concentrado e acetato de sódio. A reação química desses produtos com o cobre faz com que a superfície da madeira fique com uma coloração azul escuro.
Extraíram-se quatro amostras de cada disco ao longo de seu eixo S-I para determinação da quantidade de ingrediente ativo (i.a), do Cobre (CuO), do Cromo (CrO3) e do Boro (B), em Kg de i.a. por metro cúbico de madeira tratada.
No tratamento dos postes P1, P2, P3 e P4, cujo volume total de madeira é de 2,26 m, consumiu-se 1650 litros de solução de imunizante, com um teor de concentração de 2,4%(p/p) de ingrediente ativo.
Como o tempo médio de tratamento dos quatro poste foi de 81,5 horas, consumindo-se 1650 litros de imunizante, estima-se que em 12 horas (tempo decorrido do momento que iniciou a saída de imunizante no topo dos postes, até a interrupção da operação), a perda do produto seja da ordem de 15 %. Portanto, a absorção de solução de imunizante, calculada através da equação 3, descontando-se a referida perda de 15%, foi de A=620,57 kg/ mˆ. Através da equação 2 calculou-se a retenção nominal, encontrando o valor de R = 15,51 kg de i.a./m de madeira. A retenção média em todo volume do poste P3 foi de 18,34 kg de i.a./m3 de madeira, enquanto que a retenção nominal, estimada através da equação 2, foi de 15,51 kg de i.a./ m3 de madeira essa diferença é perfeitamente viável pelos seguintes motivos:
? A retenção nominal foi determinada levando-se em conta o volume real de madeira dos quatro postes ensaiados;
? Não foi descontado o volume de madeira não impregnável, referente ao cerne do pinus, correspondente à aproximadamente 10% do volume total de um poste;
? A retenção de CCB, determinada através de análise química, levou em consideração o volume efetivo de madeira da amostra ensaiada, enquanto que o valor de retenção nominal considerou o volume total dos quatro postes.
As fibras da madeira funcionam como se fossem um filtro que dificultam a percolação do imunizante ao longo do fuste do poste. A densidade básica da madeira de Pinus oocarpa é maior na base, diminuindo no sentido do topo. Essas características físicas da madeira faz com que a retenção de imunizante seja maior próximo a base por onde inicia-se a injeção da solução e onde a densidade também é maior. A medida que se diminui a concentração da solução, haverá menor acumulação de preservativo nas fibras de madeira e, com o aumenta do tempo de tratamento, haverá sempre uma melhor distribuição do produto preservativo ao longo do fuste do poste.
A penetração do preservativo foi determinada, de forma qualitativa, com auxílio de reações colorimétricas. Analisou-se a penetração de boro e cobre nos três discos de amostragem (Discos B; M e P). Para determinação do boro, a reação foi feita com álcool polivinílico e iodo, e para determinação do cobre, a reação foi feita com cromo-azurol. Onde existe boro a madeira fica azulada, e onde existe cobre a madeira fica azul escuro.
Em ambos os casos, a penetração de boro e cobre foi total em toda a seção dos discos. Esses resultados confirmam qualitativamente os resultados obtidos através de análises químicas de retenção de CCB.
O processo de preservação de madeiras roliças por deslocamento de seiva datam de cerca de um século. Entretanto, não se tem registro da aplicação desse processo para tratar postes de Pinus oocarpa com comprimento de 10,0 m e dimensões robustas.
O resgate desse processo de preservar madeiras roliças tem por objetivo fornecer ao produtor rural uma metodologia simples de tratamento de postes de pinus para seu próprio uso, utilizando-se dos recursos disponíveis em sua propriedade rural. A simplicidade de montagem do módulo de preservação, a facilidade de operação do sistema, o procedimento adotado e os resultados obtidos, permitem as seguintes considerações finais:
? a metodologia adotada para produção de postes de Pinus oocarpa mostrou-se eficiente pelos resultados de retenção e penetração de imunizante, obtidos no ensaio de tratamento dos quatro postes;
? a dispensa de mão de obra especializada e de equipamentos sofisticados tornam o sistema pouco oneroso;
? o módulo de preservação sendo facilmente desmontável possibilita, sem dificuldade, sua transferência de um lugar para outro segundo as necessidades de madeiras tratadas e disponibilidade de matéria-prima;
? o processo proposto para tratamento de peças roliças de madeira poderá também ser usado na produção de mourões de cerca, estacas e estruturas de madeiramentos de coberturas para uso rural.
Antonio Zeca Filho, aluno do Curso de PG Energia na Agricultura - FCA/UNESP - Botucatu/SP e docente do Departamento de
Engenharia Civil - FE/UNESP - Bauru/SP
Luiz Targa , Orientador e docente do Departamento de Engenharia Rural - FCA/UNESP - Botucatu/SP . |
