terça-feira, 21 de abril de 2015

Dormentes de Madeira de Eucalipto

Dormentes de Madeira de Eucalipto


Nessa edição: Dormentes de Madeira de Eucalipto

Os dormentes são estruturas fundamentais para a malha ferroviária de qualquer parte do mundo, possuindo a importante função da transmissão de esforços e carga do trem ao lastro que suporta toda a estrutura. Os dormentes servem de berço e suporte aos trilhos, promovendo equilíbrio e segurança entre o maquinário trafegante e os trilhos durante a locomoção dessas máquinas (Marzola, 2004; Alves e Sinay, s/d).

Os dormentes podem ser feitos de diversas matérias-primas tais como aço, plástico, concreto e até mesmo pedra, como eram fabricados no início do desenvolvimento das ferrovias. Entretanto, a madeira tem sido um dos componentes mais aceitos para os dormentes devido às características que confere a eles. No passado, a madeira de origem das matas nativas era abundante ao longo dos trilhos ferroviários, sendo colhida e utilizada como dormentes sem qualquer tratamento químico. Com isso, sua vida útil era reduzida nessa função. A escassez desse produto, a conseqüente elevação de seu preço (madeiras nobres) e a preocupação ambiental incentivaram a busca de outras matérias-primas, mais econômica e ambientalmente corretas para essa função. Dessa maneira, a madeira dos eucaliptos oriunda de plantações florestais hoje substitui em larga escala os dormentes de madeira nativa. Possuem durabilidade igual ou superior a 20 anos, podendo chegar aos 30 anos, até mesmo sem nenhum tratamento conservante industrial, dependendo muito da espécie considerada. Entretanto, dormentes sem tratamento para preservação não são recomendáveis, pois a madeira sempre tem sensibilidade a patógenos (Alves e Sinay, s/d). 


Os dormentes de eucalipto possuem densidade, resistência e outras qualidades adequadas, garantindo o suporte ideal para resistir aos esforços dos trilhos e dos trens. Um benefício ambiental adicional da madeira do eucalipto é a absorção de carbono durante a fase do crescimento da floresta e a imobilização do carbono durante o longo tempo de uso das peças dos dormentes. Mesmo após a substituição das peças já desgastadas pelo uso nas ferrovias, há empresas que efetuam sua reciclagem, gerando novos produtos como moirões, móveis rústicos e até mesmo muitos tipos de artesanato. O cultivo do eucalipto pode ser realizado próximo à malha ferroviária também permitindo economia na logística, na colheita da floresta e na produção dos dormentes. Atualmente, há grandes áreas plantadas com eucaliptos no nosso país. Muitas dessas plantações inclusive usam terras anteriormente já degradadas pelo intenso uso agrícola. Assim, o cultivo do eucalipto auxilia na recuperação desses solos depauperados e também contribui para redução do desmatamento do remanescente de florestas nativas brasileiras. Com suas madeiras pode-se suprir a demanda de madeira para inúmeras funções, inclusive também para a fabricação dos dormentes de estradas de ferro.

Um dos principais pontos negativos dos dormentes de madeira é a sua deterioração, ocasionada pelos agentes bióticos que decompõem a matéria orgânica e pelo tempo de uso (abrasão, desgaste, etc.). Logo, tratamentos que prolonguem a vida útil das peças, aumentando a economia do processo, são essenciais. Nesses tratamentos utilizam-se produtos químicos que podem causar sérios danos ao meio ambiente e às pessoas, caso os cuidados devidos não sejam tomados. Por isso, são também buscadas novas tecnologias de preservação da madeira, assim como outros produtos ambientalmente corretos para a elaboração de dormentes ecológicos. Assim, este texto visa apresentar as vantagens ambientais e econômicas que os eucaliptos agregam aos dormentes, além de mostrar o que vem sendo realizado buscando impactos cada vez menores na Natureza.

Desde a implantação das primeiras florestas de eucalipto no Brasil, ainda no início do século passado, foram realizados muitos estudos avaliando suas propriedades como dormentes de madeira (Andrade, 1961). Isso porque quem introduziu os eucaliptos para fins comerciais em plantações foi exatamente uma empresa ferroviária, a Cia. Paulista de Estradas de Ferro. Navarro de Andrade (1961) apontou em seus primeiros estudos que a madeira de Eucalyptus globulus de povoamentos de 17 anos apresentava nove anos de vida útil como dormente. 

Os primeiros dormentes de eucalipto foram usados no Brasil em 1907, na Estrada de Ferro Madeira-Mamoré. Eles foram importados da Austrália e pertenciam a espécies de uso específico para esse fim, como Eucalyptus marginata e Eucalyptus diversicolor(REMADE, 2003). Segundo conclusões apresentadas por Andrade (1961), os eucaliptos indicados para a fabricação de dormentes seriam os seguintes: Eucalyptus camaldulensis, E. tereticornis, E. botryoides, E. paniculata, Corymbia maculata C. citriodora. O melhoramento genético permitiu ainda que outras espécies de eucaliptos pudessem ser cultivadas e oferecendo madeiras com propriedades ideais para o uso em ferrovias. Elas são as seguintes: E. cloeziana, E. marginata e E. diversicolor (Alves e Sinay, s/d). Outras que podem ser utilizadas como dormentes são: E. crebra, E. camaldulensis, E. microcorys, E. paniculata, E. propinqua e E. tereticornis,principalmente devido às elevadas densidade e resistências que possuem (Boland apud Shimizu e Carvalho, 2000).

De acordo com Faria (2006); Marzola (2004) e REMADE (2003), as principais propriedades da madeira que os eucaliptos devem preencher para o uso em dormentes são: 


• Massa específica ou densidade: As espécies de eucalipto indicadas para a elaboração de dormentes devem ter densidade elevada. Isso permite que a madeira resista aos desgastes mecânicos que deve suportar principalmente com relação ao peso das cargas pelos patins dos trilhos (REMADE, 2003).
• Dureza: A dureza Janka ideal das madeiras utilizadas para dormentes deve estar entre 645 e 1.108 kg/cm². Segundo REMADE (2003), esses valores precisam ser elevados justamente porque há contato direto da madeira com a ferragem dos trilhos. Além disso, o autor também ressalta que os eucaliptos usados como dormentes apresentam dureza média superior à grande parte das madeiras de espécies nativas utilizadas para o mesmo fim.
• Resistência em relação aos pregos: A madeira utilizada como dormentes deve resistir às tensões exercidas pela carga, bem como resistir ao arranquio e/ou afrouxamento de seus pregos ou parafusos, o que poderia causar alargamento dos trilhos, necessitando de manutenção com maior freqüência. Em experimento conduzido pelo IPT, REMADE (2003) citou que comparando essa resistência de diversas espécies, as madeiras de E. paniculata, E. siderophloia e C. citriodora tiveram valores superiores à grande parte das espécies nativas tradicionais testadas. 

• Resistência à flexão estática e módulo de elasticidade: Os dormentes de madeira devem ser rígidos e não sofrerem deformações pela ação das cargas; porém, essa rigidez tem que garantir a fixação dos trilhos, habilitando-os a ligeira movimentação na passagem das locomotivas. Tanto a resistência à flexão estática como o módulo de elasticidade de E. paniculata, E. siderophloia, C. maculata, C. citriodora foram superiores ao valores obtidos em dormentes oriundos das madeiras nativas mais utilizadas para dormentes no passado (REMADE, 2003).
• Flexão dinâmica: A madeira dos eucaliptos deve ser resistente a choques mecânicos, principalmente por ter que suportar cargas rolantes de intensidade variável nas linhas férreas. Logo, os dormentes dos eucaliptos devem suportar as tensões transversais e longitudinais que essas cargas proporcionam. Também para essa propriedade, os dormentes testados de eucaliptos se mostraram superiores aos de madeiras nativas (REMADE, 2003).
• Resistência ao fendilhamento: De acordo com Andrade (1961), o fendilhamento ou as rachaduras se constituem em uma das propriedades que mais depreciam algumas espécies de eucalipto para sua utilização como dormentes. Essa característica é considerada uma das mais importantes para o bom desempenho dos dormentes nas suas funções. Os eucaliptos mais resistentes ao surgimento das fendas radiais foramC. citriodora, C. maculata, E. siderophloia e E. paniculata. Já E. grandis e E. salignaapresentaram elevada suscetibilidade, sendo que E. tereticornis, E. rostrata e E. botryoides foram classificados como moderadamente resistentes ao fendilhamento. Esses últimos (moderadamente resistentes) necessitaram de conectores anti-rachantes ou cinta extra para evitar tal depreciação, quando utilizados como dormentes (REMADE, 2003). Andrade (1961) observou elevada perda de dormentes de eucaliptos por rachaduras de topo. A madeira desses dormentes era originária principalmente de árvores ainda jovens, constatando o autor que quanto maior o diâmetro e a idade da árvore, menores eram as chances de fendilhamento dos dormentes produzidos.

Segundo Marzola (2004), um dos grandes problemas do uso de madeira para a utilização como dormentes é a falta de qualidade, diminuindo a durabilidade dos mesmos. Para evitar problemas qualitativos e dimensionais, o governo brasileiro incentivou a criação das normas NBR 7511 e NBR 6966, as quais estipulam os padrões de tolerância permitidos para o uso da madeira como dormentes. Há dois tipos de bitolas de ferrovias que os dormentes de madeira devem ter, obedecendo às seguintes dimensões de comprimento, largura e altura: Bitola de 1,60 m – 2,80 x 0,24 x 0,17 m e Bitola de 1,00 m – 2,00 x 0,22 x 0,16 m.

A normalização técnica brasileira que rege sobre a madeira para dormentes também a qualifica em três classes: 


• Classe 1 – Dormentes oriundos de madeira nobre e tratada. Dentre as madeiras de maior qualidade estão nessa classe: aroeira, amoreira, jacarandá, angico, ipê, dentre outras.
• Classe 2 – Nessa classe se enquadram os eucaliptos, além do jatobá, maçaranduba, peroba, pau-Brasil, angelim, dentre outras madeiras.
• Classe 3 – Madeiras das espécies pertencentes tanto às classes 1 e 2; todavia, contendo defeitos considerados toleráveis. A tolerância na normalização para a madeira de dormentes enquadra defeitos de fendilhamento, nós, curvaturas, gretas, reentrâncias, furos de insetos e diferenças de altura (REMADE, 2003; Dexheimer, s/d). Com relação ao fendilhamento de topo, considerado um dos principais problemas da madeira do eucalipto, toleram-se até 25 cm de comprimento de rachaduras, quando medidas de correção como uso de grampos e cintas anti-rachaduras forem utilizadas. Já para os nós, esses nunca devem estar na zona de fixação dos trilhos, região mais sensível; nem possuirem dimensões que ultrapassem 2 cm de diâmetro e 8 cm de profundidade. Com relação à altura nas peças, diferenças entre dois pontos da mesma face não devem ultrapassar 1,5 cm (Dexheimer, s/d).

A principal desvantagem que envolve a utilização de dormentes de madeira frente a algumas outras matérias-primas é a menor durabilidade. A madeira, apesar de ser uma matéria-prima renovável, é um produto sujeito a efeitos climáticos e à ação de fungos e outros organismos depreciadores, sem contar ainda o desgaste de uso. Portanto, tratamentos químicos para prolongar a vida útil são essenciais (Marzola, 2004). 

Em geral, segundo Marzola (2004) e Alves e Sinay (s/d), os tratamentos dos dormentes para aumento da sua qualidade e durabilidade são realizados em Estações de Tratamento de Dormentes (ETD), que existem nas usinas de preservação de madeiras. Os seguintes passos devem ser obedecidos para melhoria na performance dos dormentes:

• Secagem dos dormentes. Primeiramente ao ar livre e depois a madeira segue para autoclave para retirada da umidade restante a vácuo.
• Processamento da madeira. Etapa onde ela é perfurada, ajustada em dimensões e fresada na superfície.
• Impregnação de produtos preservantes. Processo realizado em autoclave sob pressão, onde há a aplicação de produtos conservantes como creosoto (com algumas restrições de uso no Brasil), CCA (cromo-cobre-arsênico) ou CCB (cromo-cobre-boro).
• Recuperação dos produtos químicos. O excesso de conservantes é extraído a vácuo na própria autoclave, sendo utilizado na conservação de outras peças tratadas a seguir.
Os produtos químicos conservantes de madeira são considerados tóxicos, necessitando de cuidados que minimizem seus possíveis danos para a natureza e aos seres vivos, entre os quais as pessoas envolvidas. Portanto, o planejamento dos processos, obtendo-se maior controle, bem como a utilização de ciclo fechado e o reuso dos elementos líquidos e gasosos são imprescindíveis. 


A preocupação com o meio ambiente tem estimulado pesquisas em busca de produtos químicos com baixa toxicidade para serem usados na conservação da madeira, com alta seletividade e baixa permanência ambiental. Estudos que buscam o aumento da durabilidade da madeira ao longo de sua utilização na função também são conduzidos, reduzindo-se a necessidade de substituição de peças ao mínimo.

Ferreira (2002) estudou o dimensionamento ideal de dormentes prismáticos de C. citriodora, em busca de economia de madeira para otimização de sua utilização. Assim, testando o desempenho mecânico através de ensaios estáticos e dinâmicos em laboratório, o autor, constatou que seria possível reduzir as dimensões básicas dos dormentes sem alterar na seu desempenho qualitativo e vida útil.

A substituição dos dormentes de madeira por outros oriundos de resíduos de plásticos, de resinas e misturados com serragens de madeira também é uma outra alternativa em estudo. Ribeiro e Matthiesen (2006) estudaram a eficiência e performance de dormentes produzidos com compósito de serragem de C. citriodora e Pinus taeda junto com poliuretano derivado do óleo de mamona. Seus testes foram realizados de acordo com a norma NBR 7190/97, mostrando que a proporção que apresentou melhores resultados de módulo de elasticidade e massa específica aparente foi a com 30% de poliuretano, com 80 kg/cm² de pressão de compactação. O mesmo compósito foi submetido a testes de intempéries climáticas por dois meses, sendo os resultados considerados satisfatórios. Os autores concluíram que o compósito poderia ser classificado na classe 2 de dormentes de madeira. 


A crescente demanda de madeira, assim como o aumento da preocupação com questões ambientais, devem também estimular que o uso da madeira seja cada vez mais consciente e racional, com mínimas perdas. Para isso, devem-se buscar madeiras com qualidades ideais, cumprir as especificações, monitorar as peças em sua função, trabalhar na prevenção, etc. O cumprimento das normas de qualidade de dormentes deveria ser mais rigoroso, buscando também se evitar desperdícios de madeira.

Novos estudos visando ao aumento da durabilidade de dormentes de eucalipto, o uso de compostos preservantes menos agressivos à natureza, o gerenciamento correto desses e a utilização de resíduos como serragens e plásticos, precisariam ser incentivados, aumentando assim a busca da sustentabilidade para a malha ferroviária.

Seguem alguns artigos, textos técnicos, figuras e notícias que abordam esse tema, destacando as características, classificações, principais defeitos, entre outros. Há trabalhos que inclusive tratam das vantagens e desvantagens que os dormentes de eucalipto apresentam. Confiram:
Dormentes de eucalipto tratado. ECOTRAT. Acesso em 09.09.2009
http://www.ecotratmadeira.com.br/eucaliptotratado.htm
Um sonho...uma realidade! Reciclando e garantindo o futuro. Projeto RGF. Acesso em 09.09.2009
http://www.projetorgf.com/projeto2_introducao.html
Dormentes de madeira. Dormentes Biz. Acesso em 09.09.2009
http://www.dormentes.biz/
O que fazer com dormentes e cruzetas. Que Barato. Acesso em 29.09.2009
http://www.quebarato.com.br/classificados/o-que-fazer-com-dormentes-
cruzetas-ligue-4137-7567-9454-4714-__4763562.html


Vale desenvolve tecnologia para preservar florestas. Cia. Vale do Rio Doce. (2008)
http://www.revistaintermarket.com.br/materia.php?id=1412
ALL (América Latina Logística) vai produzir dormentes e economiza 12 milhões.MS Notícias. Celulose Online. (2007)
http://www.celuloseonline.com.br/pagina/
pagina.asp?IDItem=15813&IDNoticia=13097
Dormente de madeira. EMVP/CBTU. 31 pp. (2008)
http://www.metrorec.com.br/estudos/pesquisa/manutencao/emvp/emvp15.pdf
Dormentes. In: O eucalipto. 2ª Edição. E.N. Andrade. Cia. Paulista de Estradas de Ferro. 19 pp. (1961)
http://www.celso-foelkel.com.br/arquivos_Navarro/
eucalipto/parte2/42%20-%20Dormentes.pdf


Super-estrutura ferroviária: dormentes. L. Dexheimer. Escola de Engenharia da UFRGS. Apresentação em PowerPoint: 38 slides. (s/d)
http://www.producao.ufrgs.br/arquivos/disciplinas/411_aula_5_dormentes.pdf


Artigos, monografias e dissertações/teses relacionados a dormentes de madeira: 

Utilização de dureza Brinell na avaliação da resistência mecânica de madeiras.
R.A. Colenci; A.W. Ballarin. Revista Energia na Agricultura 23(1): 89 - 99. (2008)
http://www.fca.unesp.br/CD_REVISTA_ENERGIA_vol14/
vol23n22008/Artigos/Roberto%20Colenci.pdf


Utilização de materiais reciclados na fabricação de dormentes ferroviários. 
B. S. Faria. Instituto Militar de Engenharia. 19 pp. (2006)
http://transportes.ime.eb.br/MATERIAL%20DE%20PESQUISA/TRABALHOS/TRAB001.pdf

Implantação de dormentes ambientalmente corretos: responsabilidade social e ambiental.
 R.K. David; E.G. David; L.I. Bonenente. II Concurso de Monografias CBTU "A Cidade nos Trilhos". 22 pp. (2006)
http://www.cbtu.gov.br/monografia/2006/monografias/monografia_8.pdf

Estudo de um compósito de serragem e poliuretano para confecção de dormentes ferroviários. A. C. Ribeiro; J. A. Matthiesen. Anais do 10° EBRAMEM - Encontro Brasileiro em Madeiras e em Estruturas de Madeira.12 pp. (2006)
http://www.dec.feis.unesp.br/pos/producao2006/31.pdf
Fonte:
http://www.eucalyptus.com.br/newspt_out09.html

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