Sebenta · Executar elementos decorativos ornamentais (UC04887)

Introdução

Esta sebenta ensina a produzir elementos decorativos ornamentais em ferro, do desenho técnico à peça pronta a expor ou a instalar. É um trabalho que combina rigor de oficina com sensibilidade estética: a mesma voluta forjada pode ser uma peça estrutural discreta ou o ponto focal de um portão de entrada.

O percurso segue as quatro realizações do referencial: primeiro interpretar desenhos técnicos, depois preparar materiais e ferramentas, a seguir executar os elementos por enformação plástica (a quente e a frio, com soldadura e montagem quando necessário) e, por fim, realizar o acabamento das peças forjadas. A segurança e as normas de qualidade acompanham cada etapa, sem exceção.

Objetivos de aprendizagem (referencial): interpretar desenhos técnicos, preparar materiais e ferramentas, executar elementos ornamentais e decorativos em ferro por enformação plástica e realizar o acabamento das peças forjadas, cumprindo em todas as etapas as normas de segurança e saúde no trabalho e as normas da qualidade.

1. Elementos decorativos ornamentais e o papel do artesão

Um elemento decorativo ornamental é uma peça de ferro cuja função inclui, de forma deliberada, um efeito estético: uma voluta, um florão, um remate trabalhado, um puxador com relevo. Distingue-se de uma peça puramente estrutural porque a sua qualidade não se mede só pela resistência, mas também pela precisão de formas e detalhes.

A serralharia artística portuguesa trabalha, há séculos, um repertório relativamente estável de elementos, que se combinam entre si em grades, portões, varandas, corrimãos, candeeiros e ferragens:

O capítulo 7 trata cada um destes elementos: como se traça, quanto material leva e como se executa.

O artesão das artes do metal que produz estas peças trabalha tipicamente em:

• Oficinas e ateliês, onde a peça é criada e forjada.
• Galerias de arte e exposições, onde a peça é valorizada pelo seu mérito artístico.
• Estúdios de design e arquitetura, onde a peça se integra num projeto maior.
• Espaços públicos e parques, onde a peça enfrenta as condições de exterior durante anos.
• Feiras e mercados de artesanato, onde a peça chega diretamente ao comprador final.

O referencial oficial define cinco critérios de desempenho que atravessam toda esta sebenta: interpretar corretamente os desenhos técnicos; selecionar e preparar adequadamente materiais e ferramentas; criar elementos com precisão de formas e detalhes; aplicar técnicas que garantam qualidade estética e durabilidade; e cumprir rigorosamente as normas de segurança e saúde no trabalho, incluindo o uso adequado do equipamento de proteção individual (EPI).

2. O ferro: tipos e propriedades para enformação plástica

A primeira aptidão prática do referencial é selecionar o tipo de ferro adequado para enformação plástica. Na oficina diz-se "ferro" a quase tudo, mas convém saber exatamente o que se tem na mão.

Os tipos de ferro

• Ferro doce (ferro macio) de hoje = aço macio. O "ferro" que se compra hoje no armazém, em barra redonda, quadrada ou chata, é quase sempre aço macio de construção, com baixo teor de carbono (cerca de 0,2% ou menos), por exemplo o S235JR da norma EN 10025-2. É muito maleável a quente, solda-se bem e é o material corrente da forja artística atual.
• Ferro forjado histórico (ferro pudelado). O ferro das grades antigas era obtido por pudelagem: quase sem carbono, com fibras de escória no interior. Forja-se e caldeia-se muito bem, mas já não é produzido industrialmente; aparece em restauro, reaproveitado de peças antigas. Se for trabalhado a temperatura baixa, tende a abrir pelas fibras.
• Aço de médio e alto carbono. Com mais carbono (por exemplo, aço de molas ou de ferramentas), o aço fica mais duro e resistente e pode ser temperado (endurecido por aquecimento e arrefecimento rápido). Tem uma gama de temperaturas de forja mais estreita, queima a temperatura mais baixa do que o aço macio, exige mais força e solda-se com mais cuidados. Usa-se em ferramentas (talhadeiras, punções, molas), não em volutas nem em grades.
• Outros. Aço inoxidável (exterior agressivo, forja mais dura e exigente), aço patinável de corrosão controlada, e metais não ferrosos como o latão e o cobre, trabalhados noutras UC.

Propriedades que determinam o trabalho

A quente, o aço macio perde grande parte da sua resistência à deformação: é por isso que se forja. A frio, a mesma barra só aceita deformações moderadas antes de encruar e, no limite, fissurar.

Exemplo resolvido · escolher o material certo

Um artesão vai forjar uma voluta fina e muito enrolada para um candeeiro decorativo de interior, e um portão de jardim de grandes dimensões para o mesmo cliente.

1. Nas duas peças o material certo é o aço macio (ferro doce, S235JR): maleável a quente, soldável, fácil de encontrar em todas as secções.
2. A voluta fina escolhe uma secção pequena (por exemplo, quadrado de 8 ou 10 mm). O portão escolhe secções maiores (por exemplo, quadrado de 16 ou 20 mm nos montantes e barra chata robusta nos quadros).
3. A resistência do portão vem da secção e do desenho da estrutura, não de um aço mais duro: um aço de alto carbono seria mais difícil de forjar e de soldar, sem ganho para esta função.

A escolha do material não é indiferente: condiciona todas as etapas seguintes, da temperatura de forja à soldadura e ao acabamento.

Exemplo resolvido · massa e comprimento de material

Densidade do aço: cerca de 7850 kg/m³. A massa por metro de uma barra é a área da secção vezes a densidade.

• Quadrado de 10 mm: 0,010 m × 0,010 m × 7850 kg/m³ = 0,785 kg/m.
• Quadrado de 12 mm: 0,012 × 0,012 × 7850 = 1,13 kg/m.
• Chata de 20 × 5 mm: 0,020 × 0,005 × 7850 = 0,785 kg/m (a mesma área do quadrado de 10 mm, a mesma massa).

Uma encomenda de 6 volutas, cada uma com 744 mm de barra quadrada de 10 mm (o cálculo desta medida está no capítulo 7), leva 6 × 0,744 = 4,464 m de barra, ou seja 4,464 × 0,785 = 3,50 kg. As barras vendem-se normalmente em comprimentos comerciais de 6 m: basta uma barra, e sobram 1,536 m para ensaios e para a tenaz.

Ler a cor do metal incandescente

Antes de existirem termómetros de forja acessíveis, o artesão lia a temperatura do ferro pela cor que a peça assumia no fogo. É uma competência que continua a valer hoje. Os valores seguintes são aproximados para aço macio e dependem muito da luz: ao sol a peça parece mais fria do que está, na penumbra parece mais quente. Por isso as forjas trabalham com luz ambiente moderada e sempre igual.

Martelar abaixo do vermelho escuro obriga a forçar a peça, encrua o material e provoca fissuras, sobretudo nas dobras e nas zonas finas. No extremo oposto, as faíscas brancas que saltam do fogo são o próprio aço a arder: a zona queimada fica esponjosa e quebradiça e tem de ser cortada.

3. Ferramentas manuais e equipamentos de enformação

A segunda realização do referencial, preparar materiais e ferramentas, começa por conhecer o equipamento disponível na oficina e por o pôr em condições antes de acender o fogo.

A bigorna e as suas zonas

A bigorna deve estar firme sobre um cepo, com a mesa à altura dos nós dos dedos do artesão de pé, de braço caído.

Ferramentas manuais

• Martelos de forja: martelo de pena (uma face plana e uma pena em cunha, para estirar numa direção) e martelo de bola (para embutir e espalmar). Para detalhe fino usa-se um martelo leve; o martelo pesado demais cansa e tira controlo.
• Marretas, manejadas por um ajudante, para golpes de maior força em secções grossas ou sobre ferramentas de encaixe.
• Tenazes, com bocas adequadas à secção (chata, quadrada, redonda, de bico). Uma tenaz que não aperta bem a peça deixa-a rodar ou saltar.
• Degoladeiras (superior e inferior), que marcam um sulco e criam um pescoço ou um ombro.
• Estampas (superior e inferior), com a forma em negativo: arredondam, marcam frisos ou reproduzem um relevo.
• Talhadeira a quente, de gume fino, para cortar e fender aço ao rubro; talhadeira a frio, de gume mais robusto e mais dura, para cortar aço frio. Não se trocam: a talhadeira a quente parte-se no aço frio e a talhadeira a frio perde a dureza no aço quente.
• Punções (de furar, de marcar, de centrar) e assentador (bloco plano que se bate com a marreta para alisar a superfície).
• Chave de torcer, garfos de dobrar e gabaritos de voluta, muitas vezes feitos na própria oficina.
• Torno de bancada, pesado e bem fixo, para torcer, dobrar e fixar a peça em operações de precisão.

Equipamentos de enformação e de corte

• Prensas hidráulicas e mecânicas: aplicam força controlada, sem golpe. Usam-se sobretudo em enformação a frio e em séries, com matrizes; uma prensa de forja também trabalha peças quentes.
• Martelo mecânico (martelo-pilão), pneumático ou mecânico, para estirar secções grandes com menos esforço.
• Dobradoras e enroladoras de volutas, manuais ou motorizadas, para chata e varão de pequena secção a frio.
• Serras manuais e elétricas, tesouras de corte e máquinas de corte a plasma, para preparar barras e chapas.

Ferramentas de medição, marcação e fixação

• Paquímetros, micrómetros e réguas de aço, para medir com exatidão.
• Riscadores, compassos e esquadros, para marcar linhas de corte e dobragem; a quente marca-se com giz de serralheiro ou com um toque de punção, que se lê mesmo com a peça ao rubro.
• Arame fino ou roda de medir, para medir comprimentos curvos sobre o traçado.
• Grampos, alicates de pressão e dispositivos de fixação, para estabilizar a peça durante a montagem e a soldadura.

Preparar as ferramentas

• Verificar os cabos dos martelos: um martelo com a cabeça solta pode saltar do cabo a meio do golpe.
• Rebarbar as cabeças esmagadas ("cogumelos") de talhadeiras e punções: os bordos rachados soltam estilhaços quando se batem.
• Ajustar as tenazes à secção que se vai trabalhar antes de aquecer.
• Ter água à mão para arrefecer as ferramentas que tocam em aço quente (punções, talhadeiras a quente), para não perderem a dureza.

4. Desenhos técnicos, esboços e traçado

A primeira realização do referencial e o primeiro critério de desempenho é interpretar desenhos técnicos. Todo o trabalho de forja parte de um documento, mais ou menos formal, que fixa:

• Dimensões e ângulos exatos, e a secção de cada barra (por exemplo, "□ 12" para quadrado de 12 mm, "Ø 10" para redondo de 10 mm, "40 × 8" para barra chata).
• Repetições de padrão (por exemplo, o número de volutas iguais numa grade e o seu afastamento).
• As uniões: soldadura, colar, rebite, espiga.
• O acabamento pretendido para a peça final.

Desenho manual e desenho assistido por computador (CAD)

• O desenho manual serve para explorar formas rapidamente, ainda sem compromisso com medidas definitivas. Um esboço bem feito já indica as secções e as medidas principais.
• O desenho assistido por computador (CAD) fixa o projeto com precisão, à escala, e facilita a comunicação com o cliente antes de qualquer material ser aquecido. Um programa de CAD mede diretamente o comprimento de uma curva, o que ajuda a calcular o material de cada elemento.

O traçado à escala 1:1

Na forja artística, o desenho técnico passa quase sempre a um traçado em tamanho real: a giz sobre uma chapa ou mesa de traçagem, ou impresso à escala 1:1. É contra esse traçado que cada peça quente é comparada, pousando-a por cima, e é sobre ele que se medem os comprimentos.

Os comprimentos de material medem-se sempre pela linha média da barra (a linha que passa a meio da secção). Numa dobra, a face exterior estica e a face interior encurta; a linha média mantém aproximadamente o seu comprimento. É esse o comprimento desenvolvido que se corta.

Exemplo resolvido · conservação do volume ao afinar uma ponta

Ao forjar, o volume do aço mantém-se (descontando a pequena perda por carepa). Uma ponta afinada fica mais comprida do que a barra que lhe deu origem.

Pretende-se uma ponta de 40 mm de comprimento, afinada de uma barra quadrada de 10 mm até um topo de 3 × 3 mm.

1. A ponta é um tronco de pirâmide: V = h/3 × (A₁ + A₂ + √(A₁ × A₂)).
2. A₁ = 10 × 10 = 100 mm², A₂ = 3 × 3 = 9 mm², √(100 × 9) = 30 mm².
3. V = 40/3 × (100 + 9 + 30) = 40/3 × 139 ≈ 1853 mm³.
4. Barra necessária: 1853 / 100 ≈ 18,5 mm de quadrado de 10 mm.

Conclusão: 18,5 mm de barra dão uma ponta de 40 mm. Quem cortar a barra a pensar nos 40 mm fica com 21,5 mm a mais.

Exemplo resolvido · ler um desenho técnico

Um desenho técnico especifica uma voluta com cerca de 120 mm de largura exterior, barra de secção quadrada de 10 mm, três voltas com folga de 8 mm entre voltas e um pé reto de 150 mm terminado por um remate dobrado a 90 graus.

1. Identificar as medidas críticas: largura exterior (120 mm), secção (□ 10), número de voltas e folga (3 voltas, 8 mm), pé reto (150 mm) e ângulo do remate (90°).
2. Passar a voluta a um traçado 1:1 e calcular o comprimento desenvolvido pela linha média (o cálculo completo está no capítulo 7).
3. Confirmar estas medidas antes de aquecer qualquer material: um erro de leitura aqui só se descobre, normalmente, depois de a peça já estar fria.

Interpretar mal uma única cota propaga o erro por todo o resto do processo, e numa série de vinte volutas multiplica-o por vinte.

5. Segurança, EPI e normas de qualidade

O quinto critério de desempenho exige o cumprimento rigoroso das normas de segurança em todas as etapas do processo, incluindo o uso adequado do equipamento de proteção individual.

Equipamento de proteção individual (EPI)

A roupa de trabalho deve ser de fibras naturais (algodão, lã): as fibras sintéticas derretem e colam-se à pele com uma faúlha ou uma projeção quente.

Riscos próprios da forja

• Peças quentes sem cor. O aço deixa de brilhar abaixo de cerca de 500 °C mas continua a queimar. Toda a peça que sai do fogo é tratada como quente: pousa-se num local próprio, afastado da passagem, e testa-se aproximando a mão sem tocar.
• Monóxido de carbono (CO). As forjas a carvão e a gás produzem CO, um gás sem cor nem cheiro. A oficina precisa de ventilação e de extração de fumos sobre o fogo; dores de cabeça e tonturas são sinais para sair e arejar.
• Gás de forja e maçarico. O propano é mais pesado do que o ar e acumula-se junto ao chão. As garrafas de acetileno trabalham em pé, afastadas do fogo, e o maçarico leva válvulas antirretorno de chama.
• Galvanizado. Nunca aquecer nem soldar (ver capítulo 2).
• Arrefecer peças em água. O aço macio pode ser arrefecido em água sem endurecer de forma significativa; cuidado com o vapor, que queima. Um aço de médio ou alto carbono não se arrefece em água sem intenção, porque endurece e pode fissurar.
• Óleo de linhaça e panos. Panos embebidos em óleo secativo podem autoinflamar-se ao secar amontoados: estendem-se a secar ou guardam-se em recipiente metálico fechado.

Normas de segurança e saúde no trabalho

• Ventilação da oficina, para eliminar fumos e gases nocivos da forja e da soldadura.
• Extintores de incêndio e kit de primeiros socorros acessíveis e desimpedidos.
• Dispositivos de fixação que garantam a estabilidade das peças durante o trabalho.
• Fichas de dados de segurança dos produtos de acabamento, consultadas antes de os usar.

Normas da qualidade

Guias e manuais com procedimentos padrão para o forjamento e o acabamento, seguidos com rigor. Na prática, isto significa: trabalhar sempre contra o traçado 1:1, registar as medidas de corte de cada elemento da série, verificar a primeira peça antes de fazer as restantes e inspecionar cada peça antes de passar à etapa seguinte. Cumprir estas normas não é burocracia acessória, é parte do critério de desempenho da UC.

6. Aquecimento do ferro e enformação a quente

A terceira realização do referencial, executar elementos ornamentais e decorativos em ferro por enformação plástica, começa por aquecer o material.

Métodos de aquecimento

• Forja a carvão: fogo aberto, aquece apenas a parte da barra que se mete no fogo; exige gestão do fogo (manter o núcleo do fogo limpo das escórias do carvão) e dá temperatura para caldear.
• Forno de forja a gás: câmara fechada, calor regular e limpo; aquece um troço maior da barra.
• Aquecimento elétrico (fornos elétricos, aquecimento por indução): limpo e controlado, sobretudo em oficinas com séries.
• Maçarico de oxiacetileno: aquecimento localizado, quando só uma pequena zona precisa de ficar maleável, por exemplo numa peça já montada ou demasiado grande para o fogo.

A aptidão "aquecer o ferro até a temperatura adequada para a enformação plástica" é central: temperatura a mais queima o aço, temperatura a menos obriga a forçar e fissura. Aquece-se por igual, virando a peça, e dá-se tempo para o calor chegar ao núcleo: uma barra grossa pode estar laranja por fora e mais fria no interior.

As operações de forja

Técnicas de enformação a quente do referencial

O referencial agrupa as técnicas em três: martelamento, dobragem e torção.

• Martelamento: golpes controlados sobre a bigorna, que estiram, afinam, recalcam, espalmam ou marcam relevo.
• Dobragem: curvar a barra ou chapa segundo o ângulo e o raio definidos no desenho, incluindo o enrolamento de volutas e argolas.
• Torção: rodar a secção da barra sobre o próprio eixo, prendendo uma ponta e girando a outra, o que cria o efeito helicoidal dos torcidos e dos cestos.

Atenção à diferença: uma voluta faz-se por dobragem progressiva (enrolamento) no plano; a torção não enrola a barra, roda-a sobre o seu eixo.

O ciclo de calor

Cada aquecimento chama-se, na oficina, um calor. Um bom calor aproveita-se até ao fim, mas sem passar do vermelho escuro. Antes de tirar a peça do fogo, o artesão já sabe onde vai bater e com que ferramenta, e tem tudo à mão: os segundos perdidos à procura de uma tenaz são calor desperdiçado.

7. Elementos ornamentais típicos: traçado e execução

Este capítulo aplica as operações do capítulo 6 aos elementos que dão nome à UC.

Volutas e espirais

Tipos. A voluta em C tem um enrolamento numa só ponta ou duas no mesmo sentido; a voluta em S tem dois enrolamentos em sentidos opostos. A espiral pode ser aberta (com folga entre voltas) ou fechada (voltas encostadas).

Remates da ponta. A ponta prepara-se antes de enrolar:

• Ponta afinada: estirada em pirâmide ou cone; o enrolamento começa num olho pequeno e delicado.
• Rabo de peixe: ponta afinada e depois espalmada, que alarga em leque.
• Botão: ponta recalcada e arredondada, que fica como uma cabeça no centro da voluta.

Traçado da espiral por semicírculos. Uma forma simples e rigorosa de traçar uma espiral regular usa dois centros, A e B, afastados de uma distância d:

1. Traça-se uma reta que passa por A e B.
2. Com centro em A, traça-se um semicírculo de raio d.
3. Com centro em B, continua-se com um semicírculo de raio 2d, do outro lado da reta.
4. Volta-se a A com raio 3d, a B com raio 4d, e assim sucessivamente.

A cada meia volta o raio cresce d, portanto a cada volta completa cresce 2d, que é o passo da espiral. Se a espiral for traçada pela linha média, o passo é a largura da barra mais a folga entre voltas.

O comprimento desta espiral com k semicírculos é a soma dos semicírculos:

L = π × d × (1 + 2 + … + k) = π × d × k × (k + 1) / 2

Exemplo resolvido · comprimento de barra para uma voluta

Voluta do capítulo 4: barra □ 10, folga de 8 mm entre voltas, três voltas, pé reto de 150 mm.

1. Passo: 10 mm (barra) + 8 mm (folga) = 18 mm por volta, logo d = 18 / 2 = 9 mm.
2. Semicírculos: três voltas são k = 6 semicírculos, com raios 9, 18, 27, 36, 45 e 54 mm.
3. Comprimento da espiral: L = π × 9 × 6 × 7 / 2 = π × 9 × 21 ≈ 594 mm.
4. Verificação da largura: pela linha média, o traçado estende-se cerca de 108 mm na direção da reta AB; somando meia barra de cada lado (5 + 5 mm) dá cerca de 118 mm de largura exterior, o que cumpre os 120 mm do desenho.
5. Pé reto: 150 mm. Total: 594 + 150 = 744 mm.
6. Ponta afinada: se a ponta for afinada em 40 mm, esses 40 mm vêm de apenas 18,5 mm de barra (capítulo 4). Na prática, corta-se a primeira barra a 744 mm, forja-se, compara-se com o traçado e acerta-se o corte das restantes.

A última verificação faz-se com arame fino dobrado sobre a linha média do traçado 1:1 e depois esticado e medido. Numa série, o comprimento acertado na primeira peça fica registado para todas as outras.

Executar uma voluta com ponta afinada

1. Afinar a ponta ao amarelo, rodando a peça, até ao comprimento e ao topo pretendidos.
2. Iniciar o olho: com a ponta ao laranja, pousar a barra inclinada sobre a aresta da mesa, com a ponta a sair, e bater a ponta para baixo e para trás, fechando-a sobre si. Fecha-se o olho sobre a face da mesa, com golpes na parte que fica suspensa.
3. Enrolar: continuar a curva sobre o bico da bigorna, ou com a voluta pousada na mesa e o troço reto a sair pela aresta, batendo sobre a parte que fica em balanço. Cada calor enrola um troço.
4. Comparar a peça quente com o traçado a giz depois de cada calor; abrir ou fechar com um garfo de voluta preso no furo quadrado.
5. Assentar a voluta sobre a mesa ao vermelho cereja, para ficar plana.

Numa série, faz-se um gabarito (uma espiral de chapa ou barra grossa com a forma da linha interior da voluta, preso no torno ou no furo quadrado). A barra quente, com o olho já feito, é enrolada à volta do gabarito com uma alavanca, e todas as volutas saem iguais.

Torcidos

1. Marcar os limites da zona a torcer com giz ou um toque de punção.
2. Aquecer por igual toda a zona, ao laranja. Se a temperatura não for uniforme, a torção concentra-se na parte mais quente e o torcido sai irregular.
3. Prender a barra no torno de bancada exatamente no limite inferior e colocar a chave de torcer no limite superior.
4. Torcer rodando a chave em quartos de volta, contando: todas as barras de uma grade levam o mesmo número de voltas.
5. Se a zona aquecida for maior do que a pretendida, arrefecer as pontas com um pouco de água limita a torção ao troço desejado (no aço macio, isto não endurece a barra).
6. Endireitar o torcido a seguir, ainda quente, com golpes leves de martelo de madeira ou rolando a barra sobre a mesa.

A torção encurta ligeiramente a barra. Numa grade com torcidos entre travessas, confirma-se o comprimento depois de torcer, antes de cortar à medida final.

Cestos

O cesto é um feixe de varões torcido e aberto em forma de gaiola.

1. Cortar quatro varões (redondos ou quadrados de pequena secção, por exemplo 6 a 8 mm), com comprimento superior ao do cesto final.
2. Unir o feixe nas duas extremidades, por soldadura ou por caldeamento, com os varões encostados em quadrado.
3. Aquecer o feixe por igual e torcer cerca de meia a uma volta.
4. Recalcar: com o feixe ainda quente, empurrar as extremidades uma contra a outra (batendo no topo ou apertando no torno). Os varões afastam-se do eixo e o cesto abre.
5. Acertar a simetria com uma talhadeira sem gume ou uma chave, abrindo ou fechando cada varão.

Folhas

1. Degolar o pé da folha com a degoladeira ou sobre a aresta arredondada da bigorna, criando o pescoço que separa a folha do caule.
2. Afinar a ponta da folha.
3. Espalmar a zona da folha com a face do martelo, alargando-a; o martelo de pena ajuda a alargar numa direção.
4. Marcar os veios a quente com uma talhadeira sem gume (de marcar): uma nervura central e nervuras laterais.
5. Dar volume curvando a folha sobre um bloco de madeira ou sobre uma estampa côncava, e dobrar o caule conforme o desenho.

Flores e rosetas

1. Traçar as pétalas em chapa de 2 a 3 mm com o compasso: com o mesmo raio da circunferência, o compasso divide-a exatamente em seis partes; para cinco ou oito pétalas usa-se o transferidor ou o CAD.
2. Cortar o recorte (plasma, serra ou tesoura) e furar o centro.
3. Embutir as pétalas a quente com o martelo de bola sobre uma forma côncava (bloco de embutir), dando-lhes curvatura.
4. Sobrepor duas ou três camadas de tamanhos diferentes e rodadas entre si.
5. Fixar ao caule: afina-se a ponta do caule em espiga, passa-se pelos furos e rebita-se a quente. A roseta simples é um disco embutido ou estampado aplicado no cruzamento de barras ou sobre uma fixação.

Lanças e pontas

• Ponta piramidal: estirar a ponta de uma barra quadrada em quatro faces iguais, rodando a peça 90° a cada golpe.
• Lança: degolar o pescoço, recalcar ligeiramente a cabeça se for preciso mais massa, espalmar em losango ou em folha e acertar as faces.
• Remates comprados, fundidos, também existem no mercado; resultam de outro processo (fundição) e unem-se à peça por soldadura.

Em espaços públicos e junto a zonas de passagem, pontas agudas são um risco: a forma e a altura dos remates definem-se no projeto, de acordo com a regulamentação aplicável.

Colares

O colar é uma tira que abraça duas ou mais barras e as une, escondendo muitas vezes uma soldadura.

1. Posicionar e fixar as barras a unir (grampos ou pontos de soldadura).
2. Cortar a tira ao comprimento, dobrá-la em U e aquecê-la ao laranja.
3. Aplicar o colar quente à volta das barras e fechar as pontas com o martelo, com as pontas a encontrarem-se na face menos visível. Uma ferramenta de colares (bloco com entalhe) ou uma tenaz de bocas largas ajudam.
4. Ao arrefecer, o colar contrai-se e aperta as barras.

Exemplo resolvido · comprimento de um colar

Um colar em tira de 3 mm de espessura vai unir duas barras □ 12 encostadas lado a lado, que formam um conjunto de 24 × 12 mm.

1. A linha média da tira fica afastada 1,5 mm do conjunto: forma um retângulo de (24 + 3) × (12 + 3) = 27 × 15 mm.
2. Perímetro pela linha média: 2 × (27 + 15) = 84 mm.
3. Os cantos do colar arredondam e encurtam um pouco o percurso: corta-se a primeira tira com uma pequena margem, aplica-se, e acerta-se o comprimento das seguintes.

8. Enformação a frio e moldagem

Nem toda a enformação plástica exige calor.

Enformação a frio

A enformação a frio com prensas e outras ferramentas mecânicas aplica força ao aço à temperatura ambiente: prensas hidráulicas e mecânicas com matrizes, dobradoras, enroladoras de volutas, quinadeiras para chapa.

• Vantagens: maior repetibilidade entre peças, superfície limpa, sem carepa, e sem consumo de combustível.
• Encruamento: a deformação a frio endurece o aço e reduz a sua ductilidade. Dobrar e desdobrar a mesma zona acaba por a fissurar.
• Retorno elástico: depois de a força ser retirada, a peça abre ligeiramente. Dobra-se um pouco além do ângulo pretendido, e o ajuste acerta-se na primeira peça da série.
• Raio mínimo: raios interiores muito apertados, da ordem da espessura ou menores, arriscam fissurar a face exterior da dobra. O raio mínimo depende do aço e da espessura e consulta-se na documentação do fornecedor.
• Limite: secções grossas e formas muito fechadas exigem força excessiva a frio; nesses casos aquece-se.

Moldagem

A moldagem, na enformação plástica, é forçar o aço a tomar a forma de uma matriz: a quente, entre estampas superior e inferior ou numa forma côncava de embutir; a frio ou a quente, numa prensa com matriz. Um florão estampado, uma folha com relevo, uma pétala embutida ou um friso repetido fazem-se assim.

Não se confunde com a fundição, em que o metal é fundido e vazado num molde (é assim que se fazem remates de ferro fundido), nem com a laminagem, o processo industrial que produz as barras e chapas passando o aço entre rolos.

Quando escolher cada técnica

Exemplo resolvido · planear uma série de remates iguais

Uma oficina recebe uma encomenda de doze remates decorativos idênticos, em barra chata de 20 × 5 mm, com uma dobra simples a 45 graus, para uma vedação.

1. Analisar o desenho técnico: a forma é simples, a secção é pequena e a peça repete-se doze vezes sem variação.
2. Considerar o martelamento a quente peça a peça: exigiria doze aquecimentos e doze dobras, com pequenas variações inevitáveis entre peças.
3. Escolher a prensa ou a dobradora a frio, com um batente que fixa a posição da dobra: a mesma dobra de 45 graus repete-se com exatidão, sem gasto de combustível nem carepa.
4. Na primeira peça, medir o ângulo depois de retirar a força (retorno elástico), ajustar, e confirmar nas duas ou três seguintes antes de produzir a série completa.

A decisão entre enformação a quente e a frio depende sempre do equilíbrio entre repetibilidade exigida, secção do material, forma da peça e tempo disponível.

9. Soldadura e montagem de componentes decorativos

Muitas peças ornamentais combinam vários componentes forjados separadamente. A aptidão do referencial é realizar soldaduras para unir componentes decorativos e montar componentes para formar estruturas decorativas complexas.

Processos de soldadura

A norma EN ISO 4063 atribui um número a cada processo, que aparece nos desenhos e nas especificações.

Uniões mecânicas tradicionais

• Rebite a quente: furo passante nas duas peças, rebite aquecido ao rubro e cabeça formada com a buterola; ao arrefecer, o rebite contrai e aperta.
• Colar: ver capítulo 7; une e esconde uniões.
• Espiga e furo: a ponta de uma barra é reduzida em espiga, passa por um furo puncionado na outra e é rebitada do lado oposto. É a união típica das grades antigas, sem soldadura.

Montagem

1. Verificar cada componente contra o traçado 1:1 antes de montar.
2. Posicionar sobre a mesa de montagem ou sobre o traçado, com grampos e batentes.
3. Pontear (pequenos pontos de soldadura) e voltar a verificar esquadria, alinhamento e planeza.
4. Soldar alternando os lados e as uniões, para que o calor não empene o conjunto.
5. Tratar os cordões à vista: esmerilar com a rebarbadora e, se for o caso, esconder sob um colar.

Uma soldadura tem de cumprir duas exigências em simultâneo: ser suficientemente forte para a função da peça e suficientemente discreta para não comprometer o efeito estético do conjunto.

10. Acabamento das peças forjadas

A quarta e última realização do referencial é realizar o acabamento das peças forjadas.

Preparação da superfície

Antes de qualquer produto de acabamento, prepara-se a superfície:

• Remover a carepa da forja: escova de arame, de preferência ainda com a peça quente, e depois escova montada em rebarbadora.
• Remover escória e salpicos de soldadura e rebarbas de corte.
• Desengordurar a peça antes de pintar.
• Em peças grandes, decapagem química ou granalhagem (projeção de granalha de aço ou de abrasivos sem sílica livre; a areia siliciosa liberta sílica cristalina respirável, perigosa para os pulmões).

Lixamento e polimento

• Lixamento, com sequência de grãos do mais grosso ao mais fino (por exemplo, 80, 120, 240), para uniformizar a textura sem apagar as marcas de martelo que fazem parte da estética da peça.
• Polimento, sobre uma superfície já lixada de forma progressiva, quando o efeito final pede brilho, com discos e pastas de polimento.
• Realce de relevo: escovar ou lixar só os pontos altos, que ficam claros, deixando os fundos escuros. É o que dá leitura às folhas, aos torcidos e às marcas de martelo.

Pintura, revestimento e produtos de proteção

Duas regras práticas para o exterior: peças ocas a galvanizar levam furos de ventilação e escoamento (sem eles o ar preso pode rebentar a peça no banho de zinco), e a pintura sobre galvanizado exige preparação e primário próprios para aderir.

A agressividade do ambiente classifica-se em categorias de corrosividade de C1 (interior seco) a C5 e CX (ambientes industriais e marinhos muito agressivos), na norma ISO 12944-2. A escolha do acabamento depende sempre do contexto final da peça: um candeeiro de galeria vive bem com cera; um portão junto ao mar precisa de um sistema duplex.

11. Controlo de qualidade e contextos profissionais

Antes de entregar a peça, o artesão verifica-a contra o traçado e contra os cinco critérios de desempenho do referencial.

Verificações práticas

• Forma e medidas: cada elemento sobreposto ao traçado 1:1; volutas da mesma série sobrepostas umas às outras.
• Planeza e esquadria: a peça assenta sobre a mesa sem balançar; diagonais iguais nos quadros.
• Sem fissuras: inspeção visual cuidada nas dobras, torções e pescoços, onde as fissuras aparecem.
• Uniões: soldaduras sem poros nem falta de material; rebites e colares apertados.
• Proteção contínua: acabamento em todas as faces, incluindo o interior das volutas e as juntas.

Os cinco critérios de desempenho

1. Desenho técnico interpretado corretamente.
2. Materiais e ferramentas bem selecionados e preparados.
3. Elementos com formas e detalhes precisos, conforme o projeto.
4. Técnicas aplicadas que garantem qualidade estética e durabilidade.
5. Normas de segurança e saúde no trabalho, incluindo EPI, cumpridas em todas as etapas.

As atitudes que sustentam este trabalho, em qualquer contexto profissional, são: responsabilidade, autonomia, sentido criativo, autocontrolo, sentido de organização, iniciativa, empenho e persistência, cooperação, rigor e respeito pelas regras e normas definidas.

Erros comuns

• Não confirmar o material antes de começar: forjar aço de alto carbono como se fosse aço macio, ou aquecer peças galvanizadas.
• Cortar a barra sem calcular o comprimento desenvolvido pela linha média, ou esquecer que uma ponta afinada fica mais comprida do que a barra que lhe deu origem.
• Confiar "a olho" numa medida crítica, em vez de usar o paquímetro, a régua de aço ou o traçado 1:1.
• Trabalhar a peça abaixo do vermelho escuro, forçando o martelo e arriscando fissuras.
• Deixar o aço queimar no fogo enquanto se prepara outra coisa.
• Aquecer de forma desigual a zona de um torcido, que sai irregular.
• Confundir torção com enrolamento: a voluta enrola-se, não se torce.
• Montar componentes soldados sem confirmar cada um individualmente contra o desenho.
• Saltar a preparação da superfície e ir direto ao produto de acabamento.
• Retirar o EPI para operações "rápidas", exatamente quando o risco é maior.

Glossário

• Enformação plástica: dar forma ao metal deformando-o de forma permanente, sem remover material, a quente ou a frio.
• Aço macio (ferro doce): aço com baixo teor de carbono (por exemplo S235JR), maleável a quente e soldável; o "ferro" corrente da forja atual.
• Ferro pudelado: ferro forjado histórico, quase sem carbono, com fibras de escória.
• Aço de médio e alto carbono: aço mais duro, que pode ser temperado; usa-se em ferramentas.
• Maleabilidade: capacidade de um material se deformar sem partir, sob compressão.
• Ductilidade: capacidade de um material se esticar sem partir, sob tração.
• Encruamento: endurecimento do metal causado pela deformação a frio.
• Carepa: casca de óxido de ferro que se forma na superfície do aço aquecido.
• Escória: resíduo não metálico da soldadura com elétrodo revestido, ou do carvão na forja.
• Calor: cada aquecimento da peça, aproveitado até ao limite inferior de temperatura.
• Linha média: linha que passa a meio da secção da barra; é por ela que se mede o comprimento desenvolvido.
• Comprimento desenvolvido: comprimento de barra reta necessário para obter uma peça curva.
• Bigorna: bloco de aço com mesa, bico, patamar, furo quadrado e furo redondo, base do trabalho de forja.
• Degoladeira: ferramenta que marca um sulco para criar um pescoço ou ombro.
• Estampa: ferramenta com a forma em negativo, que arredonda ou marca relevo.
• Gabarito: forma fixa à volta da qual se enrolam as volutas de uma série.
• Martelamento: dar forma ao ferro com golpes controlados de martelo.
• Dobragem: curvar a barra ou chapa segundo um ângulo e raio definidos.
• Torção: rodar a secção da barra sobre o próprio eixo.
• Recalcar: engrossar uma zona da barra, encurtando-a.
• Caldeamento: soldadura por forja, com as peças perto do branco e fundente.
• Voluta: barra enrolada em espiral plana.
• Cesto: feixe de varões torcido e aberto em gaiola.
• Colar: tira aplicada a quente que abraça e une barras.
• Enformação a frio: dar forma ao aço à temperatura ambiente, com prensas ou ferramentas mecânicas.
• Moldagem: forçar o aço a tomar a forma de uma matriz ou estampa.
• CAD: desenho assistido por computador, para projetos precisos e à escala.
• EPI: equipamento de proteção individual.
• Patina, verniz, cera: produtos de acabamento que protegem e alteram o aspeto final da superfície.
• Cordão de soldadura: metal depositado pela soldadura, visível na junção de dois componentes.
• Galvanização por imersão a quente: revestimento de zinco obtido mergulhando a peça em zinco fundido (EN ISO 1461).

Síntese

Uma peça decorativa ornamental em ferro segue sempre o mesmo percurso: interpretar o desenho técnico e passá-lo a um traçado 1:1, com os comprimentos desenvolvidos calculados pela linha média → selecionar e preparar o material (quase sempre aço macio, nunca galvanizado), as ferramentas manuais e os equipamentos de enformação → executar por enformação plástica, a quente (aquecer à cor certa, martelar, dobrar e enrolar, torcer) ou a frio (prensas, dobradoras, moldagem), construindo os elementos típicos (volutas, torcidos, cestos, folhas, flores e rosetas, lanças, colares) e unindo-os por soldadura, caldeamento, rebites ou colares → realizar o acabamento (preparação da superfície, lixamento, polimento, cera, óleo, pintura ou galvanização conforme o ambiente). Segurança, EPI e normas de qualidade acompanham cada etapa, e a peça final é sempre verificada contra o traçado e contra os cinco critérios de desempenho do referencial.

Exercícios resolvidos

1. Que material escolherias para uma voluta fina e muito enrolada para um candeeiro de interior, e porquê?

Resolução: aço macio (ferro doce, por exemplo S235JR), numa secção pequena: é muito maleável a quente, tolera curvaturas fechadas e solda-se bem. Um aço de alto carbono seria mais duro, teria uma gama de temperaturas de forja mais estreita e não traria nenhuma vantagem para esta função.

2. Uma peça está a ser dobrada e começa a resistir ao martelo em vez de se deformar suavemente. A cor está entre o vermelho escuro e o preto. O que aconteceu, e o que se deve fazer?

Resolução: a peça arrefeceu abaixo do limite inferior de trabalho (vermelho escuro, cerca de 650 a 750 °C). Deve voltar ao fogo e ser reaquecida por igual antes de continuar; forçar o martelo numa peça fria encrua o material e arrisca fissuras.

3. Quanta barra quadrada de 10 mm é preciso para uma espiral traçada por semicírculos com d = 8 mm e quatro voltas, mais um pé reto de 120 mm?

Resolução: quatro voltas são k = 8 semicírculos. L = π × 8 × 8 × 9 / 2 = π × 8 × 36 = π × 288 ≈ 905 mm. Com o pé reto: 905 + 120 = 1025 mm. O passo é 2d = 16 mm, o que dá uma folga de 16 menos 10 = 6 mm entre voltas. Corta-se a primeira barra com esta medida e confirma-se com arame sobre o traçado 1:1.

4. Um projeto pede vinte folhas decorativas iguais, com relevo, para uma grade. Qual a técnica mais eficiente, martelamento livre ou moldagem, e porquê?

Resolução: moldagem com estampa ou matriz para o relevo, depois de a folha ser degolada e espalmada. O custo de fazer a matriz reparte-se pelas vinte peças e todas saem com o mesmo relevo, ao contrário do martelamento livre, que introduz variação e demora mais tempo repetido vinte vezes.

5. Ao torcer uma barra quadrada, o torcido ficou apertado numa ponta e quase liso na outra. Qual a causa provável, e como se corrige na próxima peça?

Resolução: a zona a torcer não estava aquecida por igual: a torção concentrou-se na parte mais quente. Na próxima peça, aquece-se toda a zona até à mesma cor (laranja), virando a barra no fogo, marcam-se os limites e, se preciso, arrefecem-se as pontas com água para limitar a torção ao troço pretendido.

6. Antes de soldar quatro volutas a uma barra central, que verificação é indispensável fazer primeiro, e como se evita que o conjunto empene?

Resolução: confirmar que cada voluta, individualmente, cumpre o traçado 1:1. Depois posiciona-se tudo sobre a mesa com grampos, ponteia-se, volta-se a verificar e solda-se alternando as uniões e os lados, para distribuir o calor.

7. Um cliente traz tubo e barra galvanizados de uma vedação velha para reaproveitar num portão forjado. O que respondes?

Resolução: o material galvanizado não pode ir à forja nem ser soldado tal como está: o zinco aquecido liberta fumos que provocam a febre dos fumos metálicos. Ou se remove totalmente o zinco antes, com EPI respiratório e fora da oficina de forja, ou se usa aço macio novo.

8. Uma peça vai ficar exposta ao ar livre num parque junto ao mar. Que acabamento é o mais indicado, e porquê não basta a cera?

Resolução: um sistema duplex: galvanização por imersão a quente (EN ISO 1461), ou metalização, seguida de pintura. É um ambiente de corrosividade elevada, e a cera é uma proteção fina, própria de interior, que não resiste à humidade e ao sal.

9. Que EPI é indispensável ao operar o maçarico de oxiacetileno para um aquecimento localizado?

Resolução: óculos com filtro de proteção para a radiação da chama (os óculos de segurança transparentes não chegam), luvas de proteção contra o calor, avental resistente ao calor e calçado de segurança. Junta-se a ventilação do espaço, as garrafas em pé e com válvulas antirretorno de chama.

10. Uma oficina recebe uma encomenda de doze remates iguais, em barra chata de 20 × 5 mm, com uma dobra simples a 45 graus. Enformação a quente peça a peça, ou prensa a frio? Justifica.

Resolução: prensa ou dobradora a frio, com batente, porque a forma é simples, a secção é pequena e repete-se doze vezes. A prensa reproduz o mesmo ângulo com exatidão, sem reaquecer doze vezes e sem carepa. Na primeira peça mede-se o ângulo depois de retirar a força, para compensar o retorno elástico.