Os postes de madeira são expostos a muitas condições diferentes ao longo de sua extensão, desde condições climáticas muito variáveis acima do solo até condições frias, úmidas e estáveis nas profundezas do solo.
É na linha do solo do poste que as condições acima e abaixo do solo se encontram para criar as condições perfeitas para que ocorra a decomposição da madeira.
A camada superficial do solo nos 6″ superiores ou mais do solo evoluiu ao longo de milhões de anos para se tornar um sistema de descarte de resíduos altamente eficiente. Qualquer matéria orgânica morta, como madeira, folhas etc. que cai no solo se decompõe e é decomposta por uma multidão de organismos no solo.
Os fungos são habitantes muito bem-sucedidos do solo; eles quebram todos os tipos de matéria orgânica, decompondo componentes do solo. Os fungos convertem matéria orgânica morta em biomassa, dióxido de carbono e ácidos orgânicos. Existem centenas de milhares de tipos diferentes de fungos, dos quais cerca de 30,000 são conhecidos por atacar e destruir madeira. O ataque de fungos é a principal causa de deterioração e falha em postes de madeira.
Os fungos destruidores de madeira prosperam quando o ambiente é ideal, com solo úmido e quente e um bom suprimento de oxigênio sendo requisitos essenciais. Essas condições tendem a ocorrer nos 150 mm (6″) superiores do solo, onde a chuva, o calor do sol e um bom suprimento de ar/oxigênio estão todos presentes.
Em maiores profundidades, o solo tende a ser mais compactado, limitando o fluxo de ar e oxigênio. Ao mesmo tempo, o efeito de aquecimento do sol diminui, levando a temperaturas mais baixas e atividade fúngica significativamente reduzida.
Em muitas partes do mundo, cupins subterrâneos representam uma ameaça significativa aos postes de madeira. Há duas coisas a ter em mente ao analisar o ataque de cupins em postes. Primeiro, cupins não gostam de comer madeira tratada com conservante. Segundo, como regra geral, pesquisas independentes mostram que muitos cupins acham mais fácil digerir madeira sujeita à decomposição fúngica. O gráfico abaixo mostra o resultado de testes em larga escala na Austrália, onde há uma relação clara entre a incidência de decomposição de postes e ataque de cupins, com o ataque de cupins ocorrendo logo após o início da decomposição da madeira. A linha do solo ou o topo do poste é o ponto de entrada usual para os cupins. A partir disso, fica claro que manter as concentrações de conservante na madeira e prevenir a decomposição é fundamental para reduzir a probabilidade de ataque de cupins, especialmente na seção vulnerável da linha do solo e, em menor extensão, no topo do poste.
A incidência de deterioração da madeira está diretamente relacionada ao teor de umidade da madeira. Para que a deterioração da madeira comece, é necessário um teor de umidade de 25% ou mais. Se o teor de umidade for maior, a taxa de deterioração geralmente aumenta até um ponto em que tudo o mais permanece igual. Uma vez que a deterioração da madeira começa, ela pode continuar com um teor de umidade menor de 20%, abaixo desse nível a deterioração da madeira não ocorre.
Um poste de madeira enterrado no chão se comporta como o pavio de uma vela, ele absorve água do solo com a diferença na pressão de vapor fazendo com que a água suba pelo poste onde é perdida para o ar pelo fluxo de ar e calor do sol. Esse movimento de umidade é um processo lento, mas contínuo, com chuva e calor do sol sendo os principais impulsionadores desse processo.
Na prática, isso geralmente significa que toda a seção da linha de aterramento do poste e o núcleo interno da seção do poste até cerca de 50 cm ou 20″ acima do solo terão um alto teor de umidade, maior que 25%.
Você pode pensar que a seção acima do solo não irá apodrecer, pois não está em contato com fungos no solo. Infelizmente, esse não é o caso; rachaduras no poste se formam ao longo do tempo até o núcleo úmido do poste. Esporos microscópicos de fungos transportados pelo ar podem ser soprados para dentro das rachaduras e entrar em contato com a madeira úmida no centro do poste, logo acima do nível do solo. Os esporos podem então germinar e destruir o núcleo interno do poste; isso é chamado de podridão do núcleo.
Proteção parcial com conservante líquido para madeira aplicado ao poste sob ciclo de vácuo/pressão tem sido o método tradicional de retardar o início da deterioração da madeira e falha do poste. Para ser eficaz, o processo de tratamento conservante tem que ser cuidadosamente controlado para garantir a concentração correta do conservante (%), nível de retenção (kg/m³ ou PCF) e profundidade de penetração (mm ou polegadas). Para melhores resultados, o poste é seco até um teor de umidade ideal antes do tratamento conservante. Métodos modernos de secagem e o uso de plantas de tratamento de pressão automatizadas fornecem proteção consistente e de alta qualidade contra deterioração quando usados corretamente.
O tratamento de preservação de madeira fornece excelente proteção acima do solo e mais profundamente no solo, onde as condições de decomposição são menos que ideais. É na seção de linha de solo mecanicamente crítica do poste onde a decomposição e a falha da madeira são um problema.
Neste ponto, a exposição a temperaturas mais altas, oxigênio e umidade pode acelerar a oxidação do preservativo de madeira. Ao mesmo tempo, mudanças climáticas causam ciclos regulares de umedecimento e secagem, levando à migração gradual do preservativo de madeira do poste para o solo. O impacto geral é uma perda de toxicidade para organismos fúngicos ao longo do tempo.
Produtos repelentes de água combinam biocidas com características naturais de repelência de água no caso do Creosoto ou a adição de óleos como o óleo AWPA P9a para criar repelência de água quando usados em combinação com biocidas como Pentaclorofenol ou cobre. Os óleos não são "fixados" na madeira e por si só fornecem uma extensão de vida útil limitada, pois não são biocidas. Eles estendem a vida útil criando uma barreira parcial à entrada de umidade do solo*.
Durante um período mais longo de tempo, o óleo/conservantes são perdidos como resultado da migração para o solo. Esse efeito é mais pronunciado na seção da linha do solo do polo, onde os ciclos climáticos de umedecimento e secagem combinados com condições ideais para oxidação podem exacerbar essa perda de eficácia ao longo do tempo.
Há uma revisão europeia da licença para o uso contínuo de creosoto como conservante de madeira em março de 2021. Com a França tendo recentemente proibido o uso de creosoto e a Agência Europeia de Produtos Químicos (ECHA) tendo recentemente classificado o creosoto como cancerígeno, apenas 6 países europeus atualmente usam creosoto em volume, parece cada vez mais improvável que a licença para o uso de creosoto seja renovada.
Os conservantes de madeira à base de sal de cobre não repelentes à água têm sido amplamente utilizados em toda a Europa como uma alternativa ambientalmente mais aceitável ao creosoto desde 2005.
Esses preservativos de madeira têm um histórico conturbado com relatos de falhas precoces de postes, mas o uso de co-biocidas adicionais para abordar a questão de fungos tolerantes ao cobre e o uso de fixadores, juntamente com padrões de tratamento aprimorados e níveis de retenção mais altos aumentaram a vida útil dos postes para versões mais recentes desse preservativo. Muitos dos clientes de serviços públicos com quem conversamos que usaram esses preservativos desde 2005 nos dizem que esperam uma vida útil de postes de 15 a 20 anos com as versões mais recentes, embora uma vida útil mais longa possa ser alcançada na realidade.
Para todas as concessionárias, há um foco implacável na redução de custos, melhorando a segurança e a confiabilidade da rede. Mesmo com um creosoto tratado com vida útil de poste de 40 anos para a maioria das concessionárias, a substituição de postes de madeira é um dos seus maiores custos operacionais. No hemisfério norte, normalmente custa cerca de €/$/£ 2500 para substituir um poste de distribuição de energia e isso logo se soma a um custo típico de cerca de €/$/£ 25 milhões por 10,000 postes substituídos por ano.
Para tentar resolver o problema do aumento do custo de substituição de postes na Europa e igualar a vida útil dada pelo creosoto, os fabricantes de preservativos lançaram recentemente novos produtos que usam uma combinação de preservativos de madeira à base de cobre e óleo repelente de água. Essa combinação deve, sem dúvida, dar uma vida útil mais longa aos postes do que o preservativo de cobre à base de água sozinho, mas por quanto tempo mais ainda é desconhecido atualmente. É esse desconhecido que é uma preocupação para muitas concessionárias com as quais falamos, especialmente aquelas que tiveram problemas com falha de postes no passado. Considere o feedback indicando custos significativamente mais altos para esse tratamento e muitas das concessionárias com as quais falamos agora estão revisando as opções disponíveis para elas, incluindo o uso de materiais alternativos para postes, como aço, compósito ou concreto, juntamente com sistemas de barreira parcial e total.
Um exemplo disso é a recente decisão da France Telecom (Orange) de usar postes de aço galvanizado em vez de postes de madeira tratada na França, apesar disso aumentar suas emissões de CO2 em cerca de 220,000 toneladas por ano. Isso é ruim para o meio ambiente e um grande golpe para os produtores de postes de madeira, setor florestal e fabricantes de conservantes com vendas perdidas de cerca de 220,000 postes por ano.
* Relatórios completos disponíveis mediante solicitação
Os custos para uma concessionária instalar e manter postes de madeira são frequentemente uma de suas maiores despesas. Usar o custeio combinado anualizado que inclui o custo instalado e os custos de inspeção e remediação distribuídos pela vida útil esperada dos postes fornece um valor claro e fácil de usar para o custo do poste e comparação com alternativas.
Vamos tomar como exemplo uma rede de distribuição de LV norte-americana de 1000 km; nossa pesquisa baseada em dados do setor mostra:
– com um espaçamento médio entre postes de 250 pés, o que equivale a 21,120 postes, os custos combinados de cada poste e o custo de instalação totalizam US$ 63 milhões.
– Com base na suposição de que 12% desses postes são inspecionados a cada dez anos a um custo de inspeção de US$ 100, o custo anual de manutenção dos postes seria de US$ 633,000, incluindo trabalho de remediação.
– Com base em uma vida útil de 20 anos para um conservante de cobre à base de água (Creosote/CCA 40 anos), o custo total de manutenção ao longo da vida útil de 21,120 postes seria de US$ 25 milhões.
– No total, o custo de vida útil de 21,120 postes, com base em nossos dados de pesquisa do setor, é de US$ 88 milhões.
Nossos dados mostram que os custos de manutenção para Utilities são substanciais. Embora esse exemplo seja específico para a América do Norte, nossa pesquisa expressou resultados semelhantes em uma variedade de localizações geográficas.
Em conjunto com os custos aparentes, vários custos ocultos potenciais podem ocorrer como resultado de falha de poste. Dependendo da regulamentação do mercado, a falha da rede como resultado do colapso de poste pode incorrer em penalidades financeiras para as concessionárias. O colapso de poste não só tem o potencial de causar falha da rede, mas também apresenta uma possibilidade de comprometer a segurança dos funcionários e do público. A probabilidade dessas falhas e os custos resultantes podem ser reduzidos; se você quiser saber quanto você pode economizar com polesaver tente o nosso calculadora de custos para mais informações.
Esses custos indesejados, tanto explícitos quanto ocultos, são um alvo significativo para redução potencial. Fique atento ao nosso próximo artigo, pois exploraremos os custos disponíveis alternativas para prolongar a vida útil dos postes, incluindo materiais alternativos para postes e sistemas de barreiras parciais e totais e seus efeitos na manutenção, segurança e meio ambiente.
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