O poder outorgado pela espada

Ao confeccionar suas armas, o homem sempre procurou utilizar os materiais e métodos mais modernos para uma determinada época, uma atitude

52NEEDHAM, 2010, p. 224.

53NEEDHAM, 2010, p. 199.

fundamental para que a arma se tornasse um instrumento de poder. A pedra forneceu o material para que fossem confeccionadas as primeiras armas, e entre elas as de ponta e corte se mostraram as mais eficientes. A descoberta das técnicas necessárias para se retirarem das rochas os metais e, com eles, produzir ligas, fez surgir novos materiais que criavam uma nova modernidade de armas, enquanto levavam as antigas à obsolescência. A cada nova matéria prima descoberta, se procurava esgotar todas as possibilidades que ofereciam na confecção de novos utensílios, que em sua maior parte não eram armas. A infinidade de novos objetos feitos de um mesmo e novo material, que surgiam a partir de determinada época, fez surgir novas eras na história da humanidade. Inicialmente foi a pedra lascada e, a seguir, a polida, matéria-prima dos utensílios do homem primitivo. Com a descoberta do cobre, surgiu uma nova era que foi sucedida pela do bronze, que não era um metal puro como o cobre, mas uma liga metálica obtida com cobre e estanho.

O bronze foi para a Antiguidade o que o plástico é para os tempos modernos. Com diferentes proporções de estanho e cobre, se fazia do bronze⁵⁵ uma liga com diferentes propriedades. O estanho faz a liga endurecer. O cobre faz a liga ter mais elasticidade. Os artesãos da fundição deveriam procurar, por tentativas e erros, para cada uso que se dava ao bronze, a melhor proporção de cobre e estanho na liga. Para as lâminas das espadas, o bronze deveria ser rígido e flexível, isto é, possuir duas propriedades antagônicas que tornavam a fabricação de boas espadas impossível. Mas a solução para o problema da produção de boas lâminas de espada caiu do céu, como uma dádiva dos deuses. Os meteoros traziam consigo um novo tipo de matéria prima para a fabricação de espadas: o ferro. Na Terra, o ferro é um metal abundante, mas precisa ser retirado do interior do minério onde se encontra como um óxido de ferro. Para extraí-lo das rochas, os fundidores precisaram aprender a fazer novos fornos capazes de aquecer o minério com a queima do carvão a temperaturas superiores àquelas praticadas na fundição do bronze. As pesquisas arqueológicas encontraram evidências de que há muito tempo, por

volta de 2700 a.C., alguns objetos de ferro já eram produzidos. No entanto, para Joseph Needham, a Era do Ferro não começou antes de 1200 a.C.56.

O uso de uma nova matéria-prima não significava o abandono daquela que se usava anteriormente. Por vários séculos, houve uma sobreposição da era do bronze e do ferro57. Uma nova técnica não significava a interrupção abrupta do uso da técnica anteriormente empregada no mesmo fazer. Assim sendo, não é possível estabelecer uma data para o fim de uma era e início de outra. No lugar de uma fronteira temporal bem definida, localizamos uma região de transição onde durante certo intervalo de tempo as duas eras se sobrepõem e, pouco a pouco, uma cederá sua posição à outra.

O metal ferro combinado com um não metal, geralmente o carbono, forma uma liga extraordinária, que poderá ter uma infinidade de propriedades que não dependem apenas da presença do metal ou dos não metais, mas também da sua história. A história de uma liga de ferro será formada pela sucessão de tratamentos a que foi submetida até chegar a uma forma final ⁵⁸. Portanto, será possível obter uma infinidade de diferentes ligas de ferro, com diferentes propriedades.

Os textos escritos por artesãos anteriores ao século XVIII são raros e, nos poucos existentes, seus autores geralmente são nebulosos. No século XVI, foram escritos dois textos que tratam da metalurgia: a Pirotechnia, de Vannoccio Biringuccio⁵⁹ (1540) e De Re Metallica, de Georgius Agrícola⁶⁰ (1556). No conjunto, as duas obras assumiram uma grande importância por quase dois séculos. A Pirotechnia trata principalmente do saber necessário àquele que irá fabricar armas de fogo, enquanto De Re Metallica trata de

56NEEDHAM, 1964, p.3.

57NEEDHAM, 1964, p.2.

58NEEDHAM, 1964, p.9.

59Vannocio Biringuccio nasceu na Itália, Siena (c. 1480). Ainda jovem, foi enviado à Alemanha, sob o patrocínio de Pandolfo Petrucci (1450-1511), o ditador de Siena, para estudar as tecnologias empregadas em metalurgia e na confecção das armas. Ao retornar de sua viagem de estudo, como fundidor e armeiro, assumiu uma série de cargos em Siena, Parma, Ferrara e Veneza. Em 1530, retornou para Siena e assumiu o cargo de diretor do arsenal do papa Paulo III e faleceu em 1539. (Fonte: www.brtitannica.com.Em 19/09/2012).

60Georgius Agricola nasceu em Glaucha, uma cidade na região da Saxônia (Alemanha). Em Pádua, se graduou em medicina em 1526, mas a sua paixão sempre foi o estudo da geologia, uma ciência de que atualmente lhe é atribuído o título de fundador. Faleceu na Saxônia, na cidade de Chemnitz, em 21 de novembro de 1555. (Fonte: www.wikipedia.org. Em 19/09/2012).

muitos outros assuntos, próprios da metalurgia, mas também das técnicas utilizadas para produzir o ferro e o aço, que seriam fundamentais para o ferreiro fabricante de armas brancas.

A primeira técnica de produção do ferro que Agrícola descreveu é uma das mais antigas e foi utilizada por diversos povos. Com apenas um pequeno forno ventilado, semelhante a uma forja, o ferreiro poderia produzir o ferro necessário aos seus afazeres (Figura II-12)61.

Figura II-12:Na Europa, a mais antiga técnica que os primeiros fundidores utilizavam para obter o ferro “puro” a partir do minério de ferro fazia uso de pequenos fornos ventilados (Fonte: AGRICOLA, Georgius. De Re Metallica. Translated from the first Latin edition of 1556 by Herbert Clark Hoover and Lou Henry Hoover, Dover Publications, New York, 1950, p.422).

O forno (A) poderia ser construído com a forma geométrica de um paralelepípedo com 3,5 pés de altura (1 metro) e 5 pés (1,5 metro) de comprimento e largura e, no seu interior, teria um vaso refratário de 1 pé de profundidade (cerca de 30 centímetros) e 1,5 pé (45 centímetros) de comprimento e largura, mas se necessário fosse poderia ser mais amplo. Com um forno com essas dimensões e utilizando-se um bom minério, segundo Agrícola62, seria possível obter em cada fornada uma massa de ferro de 2 ou 3

centumpondia63, isto é, entre 65kg e 98kg.

Para dar início ao processo, o forno precisava ser carregado com o minério acompanhado do carvão e cal virgem (B). No entanto, existia uma maneira correta de carregar o forno. Primeiro a rocha deveria ser triturada e reduzida a pequenos pedaços. Para arrumar a carga no interior do forno, antes se colocava uma camada de carvão e, a seguir, com uma pá, se despejava sobre o carvão os pedaços do minério triturado misturados com cal virgem⁶⁴. Para que todo o minério necessário fosse colocado no forno, geralmente seria necessário repetir o mesmo procedimento por diversas vezes, colocando as camadas sempre na mesma ordem.

Após ter o forno carregado, seria o momento de pôr em chamas o carvão. O fogo deveria ser estimulado pelo vento dos sopradores durante um período de 8 a 10 horas (às vezes 12 horas) até que finalmente ocorreria a fusão da escória65. O orifício localizado na parte mais baixa do forno (C) deveria ser aberto para que a escória fluísse para fora, deixando para trás, no interior do forno, uma massa “pastosa” e incandescente onde o ferro estava impuro por estar misturado à escória. Para iniciar a purificação do ferro, o mestre e seu ajudante retirariam do forno a massa incandescente, colocando-a sobre o solo (D). Com o auxílio das pesadas marretas de madeira (E), a martelavam para dela retirar a escória que, ao esfriar, formava uma sólida casca na superfície da massa incandescente. Para prosseguir a purificação, o

62AGRÍCOLA, 1950, p.421.

63Ocentumpondiaé uma antiga unidade romana de massa que corresponde a 32,7kg.

64Agrícola não faz nenhuma referência a proporções ou a valores das massas que deveriam ser utilizadas na composição da carga.

65Na Antiguidade, a temperatura no interior do forno dificilmente ultrapassaria 850 ^oC. Porém, no final da Idade Média, ela já chegava a 950oC. A esta temperatura, a única coisa que de fato se tornava líquida na carga do forno era a escória (NEEDHAM, 1964, p.11).

ferro ainda impuro deveria ser colocado sobre a bigorna (G) para ser longamente golpeado pelo pesado martelo (F) movido por uma roda d’água. E assim se retiraria a escória que ainda existia no interior do ferro. Com uma talhadeira se repartia o ferro purificado em 4, 5 ou 6 pedaços, dependendo se estes deveriam ser grandes ou pequenos. O ferro puro que assim era obtido (Figura II-13) voltava a ser reaquecido na forja, onde o ferreiro moldaria barras de 1/5 de centumpondia (6,5kg), as quais poderiam ser armazenadas e comercializadas e, com elas, se poderiam fazer diversos utensílios. A massa que permanecesse no interior do forno após esfriar ficava dura e difícil de ser forjada. Mas mesmo este ferro duro seria útil porque com ele se poderia fabricar a cabeça de ferro dos pilões ou outros utensílios que precisavam ser muito duros.

Figura II-13:O ferro “puro”, que em inglês é denominado wrought iron, por ser um ferro que admitia ser trabalhado, era obtido pelo forjamento da massa incandescente pastosa que saía do interior dos primeiros fornos utilizados na Europa, como o Catalão na Espanha e o

Stückofenna Áustria. Na Antiguidade, no interior dos fornos não se obtinha uma temperatura superior a 850ºC, mas no final da Idade Média este valor já tinha subido para 950ºC.

A difícil fusão do ferro, que não ocorria nos fornos primitivos, passou a ocorrer quando eles passaram a ser mais altos, amplos e com intensa ventilação (Figura II-14) e que, para diferenciar dos fornos primitivos, são denominados de altos fornos. Com cargas maiores, produzem uma maior quantidade de ferro fundido a cada fornada.

Figura II-14:O alto forno. (Fonte: AGRICOLA, Georgius.De Re Metallica. Translated from the first Latin edition of 1556 by Herbert Clark Hoover and Lou Henry Hoover, Dover Publications, New York, 1950, p.357 e p.359).

Para carregar o alto forno (Figura II-15, A), devido a sua maior altura, seria mais conveniente que o mestre usasse uma escada (B). O minério de ferro, antes de ser colocado no interior do forno, deveria ser todo triturado nos pilões para assim ser transformado em pedaços menores que uma noz66,67e, entre os pedaços, escolher apenas os que tinham ferro. Em seguida, os pedaços de minério selecionados deveriam ser aquecidos em um forno para que deles se retirassem outros metais indesejáveis. Por último, o minério seria lavado para que dele se desprendessem as partes mais leves. Após este longo processo de qualificação, o minério (C) era colocado no interior do alto forno, já carregado com o carvão (D). Com o interior do forno enriquecido de carbono, era possível obter ferro metálico a 1130oC, um líquido que no passado foi

66AGRICOLA, 1950, p.423.

67Com a fragmentação de um corpo, aumentamos a área de contato do volume que se fragmentou com o meio externo, o que aumenta a sua capacidade de trocar calor com o meio ambiente. Uma batata quente em nosso prato esfria mais rapidamente quando é fragmentada em muitos pedaços. Os fragmentos de uma rocha de minério também possuem pequena capacidade térmica, o que torna mais fácil aquecê-los até as elevadas temperaturas necessárias para se obter a fusão do ferro.

denominado ferro coado, e que hoje denominamos ferro gusa ou fundido⁶⁸ (cast iron). Agrícola (1950) informa que o minério deveria ser derretido por duas ou três vezes, e o ferro assim obtido, após ter sido reaquecido e forjado, seria um ferro macio (wrought iron) que poderia ser transformado em barras69.

Figura II-15:A figura ilustra o mestre fundidor no topo de uma escada (B) carregando um alto-forno (A) com minério (C) e carvão (D). (Fonte: AGRICOLA, Georgius. De Re Metallica.Translated from the first Latin edition of 1556 by Herbert Clark Hoover and Lou Henry Hoover. New York: Dover Publications, 1950, p.424).

68O ferro fundido é, na verdade, uma liga de ferro com elevado teor de carbono com percentual entre 1,5 a 4,5. Esse tipo de ferro é uma boa matéria-prima para a fabricação de vasos ou qualquer outro utensílio que não deva sofrer choques ou fortes impactos durante o uso. No aço, o percentual de carbono irá variar entre 0,1 e 0,9, podendo chegar a 1,8. Quando o percentual é menor que 0,06, teremos um ferro praticamente puro (wrought iron) (NEEDHAM, 1964, p.9).

68AGRÍCOLA, 1950, p.423.

Em resumo, no alto forno será obtido o ferro fundido que, ao esfriar, se torna muito duro. Na forja, porém, esse ferro fundido poderá ser transformado em ferro forjado, mais macio e que melhor aceita ser trabalhado, tendo sido, por esta razão, denominado pelos ingleses dewrought iron(Figura II-16).

Figura II-16:No alto forno, a carga será transformada em ferro fundido (cast iron) que, após ter sido reaquecido e forjado, se transformará em ferro “puro” (wrought iron).

O aquecimento do ferro com baixo teor de carbono em um ambiente enriquecido de carbono poderá transformá-lo em aço aquecido ao rubro ou ao branco. Com o resfriamento rápido deste aço através da sua submersão em meios líquidos, poderemos obter, na temperatura ambiente, aço com diferentes durezas. Este tratamento térmico, que se diz dar têmpera ao metal, admite uma grande variedade de protocolos com diferentes resultados finais. Na têmpera, a dureza e outras propriedades do aço dependerão da rapidez com que se faz cair a temperatura. Na água fria se faz um rápido esfriamento, mas banhando a peça em óleo, o esfriamento já será mais lento. O uso de sal acrescido à água, ou diferentes materiais, também poderá provocar pequenas modificações na rapidez com que se dá o esfriamento da peça e também modificar a estrutura da sua superfície. Esta era uma técnica complexa que exigia do artesão habilidade para que pudesse obter finalmente um tipo de ferro do qual o aço⁷⁰é feito, um ferro duro e maleável⁷¹. O aço era, assim, um produto da sua história.

70Até o século XIX, era chamado de aço o ferro com médio teor de carbono, passível de ser endurecido por têmpera (LANDGRAF, TSHIPTSCHIN, GOLDENSTEIN; 1994, p.110).

Há referências de que os chineses já utilizavam esta técnica no século IV a.C. quando fabricavam lâminas de espadas (Figura II-17).

Figura II-17:A têmpera é uma técnica que permite obter grande variedades de aços. (Fonte: NEEDHAM, Joseph. The Development of Iron and Steel in China, published for The Newcomen Society by W. Heffer & Sons Limited, 1964, pp.24-25.).

A têmpera é uma técnica que se aplica ao aço aquecido ao rubro e não ao ferro puro. Assim sendo, antes de aplicá-la, precisamos de outra técnica que possibilite obter um determinado tipo de aço aquecido ao rubro, o que, modernamente, significa dizer que necessitamos de uma técnica que nos permita controlar o teor de carbono do aço produzido. Os antigos chineses tinham esta técnica, que alguns denominam erradamente de cofusão⁷². Na antiga técnica chinesa, o ferro, que tinha por caráter ser duro [ferro fundido], era misturado, com o auxílio do fogo, ao ferro macio, de onde resultaria o aço com um caráter planejado e aquecido ao rubro. Agrícola ensina como obter o aço seguindo os procedimentos desta antiga técnica oriental. Primeiro propõe que o mestre artesão coloque um cadinho no interior de um forno (Figura II-18A), onde deverá queimar o seu melhor carvão provocando a chama com vento dos foles (B). Quando o cadinho se tornar incandescente, no seu interior se deverá colocar uma mistura de ferro [fundido] triturado e fundente73. Quando

72Na técnica, descrita a seguir, ficará claro que apenas o ferro fundido se torna líquido durante o processo, mantendo-se sólido o ferro “puro”, o que torna inadequado denominar a técnica de cofusão, que dá a entender que a fusão ocorreu em ambos.

73O fundente é uma substância que é adicionada para tornar a escória mais fluída. No caso do ferro e do aço o fundente mais comum é o calcário.

tudo estiver líquido, o que ocorrerá a 1130ºC, quatro massas de ferro [“puro”], cada uma pesando 30 libras (cerca de 10kg)⁷⁴, deverão ser colocadas no interior do cadinho. O aquecimento será mantido em fogo intenso por 6 horas. Durante o aquecimento, o mestre agitará o conteúdo do cadinho com auxílio de uma barra até que nada mais seja sólido e tudo esteja macio como uma massa de pão75 [uma massa incandescente de aço]. Mas, o aço aquecido ao rubro tem sua estrutura alterada76. Então, para finalizar, Agrícola propõe que o

74A unidade antiga romana de uma libra equivale a 327g.

75O fato de o conteúdo do cadinho não estar líquido, mas sim semelhante a uma massa de pão, deixa claro que as quatro barras de ferro que foram introduzidas no cadinho eram de ferro puro, ferro de baixo teor de carbono, e cujo ponto de fusão elevado não seria alcançado, mesmo se fosse misturado ao conteúdo incandescente do cadinho de ferro fundido, um ferro com alto teor de carbono e menor ponto de fusão. Na temperatura interna do cadinho, apenas seria obtida uma massa pastosa e incandescente de conteúdo de carbono intermediário aos dois tipos de ferro misturados no cadinho.

76Atualmente as análises cristalográficas na Metalografia nos mostram que o ferro com baixo teor de carbono na temperatura ambiente, que já pode ser considerado aço, é formado por cristais cúbicos compostos por átomos de ferro e de carbono. Quando na estrutura cristalina cúbica os átomos de ferro ocupam os vértices do cubo e um único átomo carbono ocupa o centro do cubo, esta será denominada estruturacúbica de corpo centrado, CCC. Os cristais de estrutura CCC determinam, no interior do aço, pequenas regiões que são denominadas de ferritas, onde o percentual de carbono máximo é de 0,025%. Um segundo tipo de região existente no interior do aço, denominadacementita, com maior teor de carbono que aferrita, é composta por cristais cúbicos formados por 8 átomos de ferro e quatro de carbono. As regiões decementita, em conjunto com regiões deferrita, formam uma nova região no interior do aço, que é denominada deperlita. Quando em um aço aumenta o número de regiões deperlitaem relação ao número de ferrita, dizemos que ele aumentou o seu teor de carbono e, por esta razão, se tornou mais duro.

O aço na temperatura ambiente tem sua estrutura interna formada por regiões deferrita

eperlita. A estrutura do aço não se altera até que chegue a uma temperatura na qual a região deperlitaaltere sua estrutura interna e passe a formar uma nova região denominadaaustenita. Em um aço de 0,4% de carbono, por exemplo, tal transformação se inicia a partir de 727^oC, quando aferritae aperlitacomeçam a se transformar, pouco a pouco, em regiões deaustenita. Por fim, a 850oC, toda a estrutura do aço se transformou emaustenita. O intervalo determinado pela temperatura em que se iniciou a transformação do aço, 727oC, e a temperatura em terminou a transformação, 850^oC, quando todo o aço é apenas formado de austenita, é denominado de zona crítica. Na zona crítica, a estrutura cúbica de corpo centrado (CCC) se transforma em uma estrutura cúbica de face centrada (CFC). Nesta, átomos de carbono passam a ocupar as faces de um cubo na estrutura cristalina. Em resumo, na austenita, a estrutura cristalina é única e do tipo CFC. Com esta nova estrutura, quando o aço está a uma temperatura acima da zona crítica, apresenta menor resistência à tração e boa tenacidade, além de deixar de ter propriedades magnéticas.

O aço aquecido a uma temperatura acima da zona crítica, se resfriado lentamente reverterá, pouco a pouco, a conformação da sua estrutura e novamente será formado apenas de ferrita e perlita. No entanto, se o resfriamento for rápido, o aço passa a ter uma nova constituição na temperatura ambiente. Com esfriamento brusco, a austenita não tem tempo para se transformar emferritaeperlita. Aaustenitase transformará diretamente em uma nova estrutura denominada martensita. Com o esfriamento rápido, a estrutura da austenita sofre uma deformação criando uma tensão na estrutura deformada responsável pelo aumento da

durezado aço. A têmpera não é o único tratamento térmico que pode alterar as propriedades físicas do aço, as quais dependem do teor de carbono no aço e da sua composição química, assim como dos tratamentos térmicos aos quais foi submetido, isto é, da sua história. (Fonte: Novo Telecurso, Tratamento Térmico, aulas 1,2, 3 e 4. Realização da FIESP, SESI, SENAI, IRS, Fundação Roberto Marinho, 2000.).

mestre mergulhe na água o aço aquecido ao rubro. Porém, antes que se faça a