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CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC GABRIELA ANDRE GONÇALVES DE ANDRADE MYLLENA DE ALMEIDA ALVES ESTUDO COMPARATIVO TÉCNICO, ECONÔMICO E AMBIENTAL ENTRE O ASFALTO-BORRACHA E O ASFALTO CONVENCIONAL MACEIÓ-AL 2019/2
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CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC
GABRIELA ANDRE GONÇALVES DE ANDRADE
MYLLENA DE ALMEIDA ALVES
ESTUDO COMPARATIVO TÉCNICO, ECONÔMICO E
AMBIENTAL ENTRE O ASFALTO-BORRACHA E O
ASFALTO CONVENCIONAL
MACEIÓ-AL 2019/2
GABRIELA ANDRE GONÇALVES DE ANDRADE
MYLLENA DE ALMEIDA ALVES
ESTUDO COMPARATIVO TÉCNICO, ECONÔMICO E
AMBIENTAL ENTRE O ASFALTO-BORRACHA E O
ASFALTO CONVENCIONAL
Trabalho de conclusão de curso apresentado como
requisito final, para conclusão do curso de
Engenharia Civil do Centro Universitário CESMAC,
sob a orientação do Prof. Me. Zeferino José Alencar
Bezerra.
MACEIÓ-AL 2019/2
GABRIELA ANDRE GONÇALVES DE ANDRADE
MYLLENA DE ALMEIDA ALVES
ESTUDO COMPARATIVO TÉCNICO, ECONÔMICO E
AMBIENTAL ENTRE O ASFALTO-BORRACHA E O
ASFALTO CONVENCIONAL
Trabalho de conclusão de curso apresentado como
requisito final, para conclusão do curso de Engenharia Civil do Centro Universitário CESMAC, sob a orientação do Prof. Me. Zeferino José Alencar Bezerra.
___________________________________
Me. Zeferino José de Alencar Bezerra Orientador
___________________________________
Me. Davi Pereira Pradines Avaliador
___________________________________
Ma. Roseneide Honorato dos Santos Avaliadora
___________________________________
Me. Zeferino José de Alencar Bezerra Orientador
___________________________________
Me. Davi Pereira Pradines Avaliador
___________________________________
Ma. Roseneide Honorato dos Santos Avaliadora
___________________________________
Me. Zeferino José de Alencar Bezerra Orientador
___________________________________
Me. Davi Pereira Pradines Avaliador
___________________________________
Ma. Roseneide Honorato dos Santos Avaliadora
AGRADECIMENTOS
Primeiramente gostaríamos de agradecer a Deus por não nos deixar desistir
nos momentos de desespero e por tornar nosso sonho real. Ao nosso orientador
Msc. Zeferino Alencar por toda paciência e conhecimento repassado a nós, pois ele
foi fundamental para a elaboração deste trabalho. Ao professor Msc. Davi Pradines
por ter nos ajudado na reta final do TCC e a todos os docentes do CESMAC que
durante esses cinco anos contribuíram para o nosso aprendizado. Ao nosso
professor de inglês Felipe Duarte pela ajuda essencial na tradução do resumo.
Por Gabriela Andre Gonçalves de Andrade...
Minha eterna gratidão aos meus pais e maiores incentivadores, Val e Bete,
por todo o amor, por sempre me apoiarem e por me proporcionar a realização desse
sonho; ao meu irmão Arthur e à minha vó Silú pelo carinho; por quem esteve me
guiando do céu: meus avós Elías, Sebastião e Benedita e meu tio Erinaldo; e a toda
minha família por torcerem pelo meu sucesso. Ao meu namorado João Victor pela
paciência e motivação; aos meus amigos que estiveram ao meu lado e
acompanharam esta caminhada de perto e aos amigos que fiz através da
engenharia, os de trabalho na SEMED e a todos da minha turma, principalmente ao
meu grupo que esteve comigo desde o começo dessa jornada: Myllena, minha dupla
de TCC e de todos os trabalhos, James, João e Natan; sem vocês para me ajudar
com certeza teria sido mais difícil. A todos, meu sincero muito obrigada!
Por Myllena de Almeida Alves...
A caminhada até aqui foi longa, mas realizo mais um sonho em minha vida e
serei eternamente grata aos meus pais Joselito e Josefa por proporcionarem tudo o
que foi necessário para eu concluir este curso e me incentivarem a dar sempre o
meu melhor em tudo. Agradeço as minhas irmãs Mariana e Marília por terem me
ajudado quando puderam e presenteado com os melhores ajudantes de trabalho,
meus sobrinhos Arthur e Bernardo. A todos meus familiares que me apoiaram e
torceram por mim em muitos momentos durante essa etapa. Aos amigos que
presenciaram meus momentos de estresse e entenderam minha ausência em
alguma ocasião; A Gabriela, que foi minha dupla desde o início da faculdade, e ao
meu grupo: James, João e Natan que mesmo com as diferenças sempre estivemos
juntos. Enfim, sou muito grata a todos vocês!
ESTUDO COMPARATIVO TÉCNICO, ECONÔMICO E AMBIENTAL ENTRE O ASFALTO-BORRACHA E O ASFALTO CONVENCIONAL
TECHNICAL, ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL COMPARATIVE STUDY BETWEEN RUBBER ASPHALT AND CONVENTIONAL ASPHALT
Gabriela Andre Gonçalves de Andrade Graduanda do Curso de Engenharia Civil
[email protected] Myllena de Almeida Alves
Graduanda do Curso de Engenharia Civil [email protected]
Zeferino José de Alencar Bezzera Mestre em Análise de Sistemas Ambientais
RESUMO O aumento na produção de veículos interfere diretamente na quantidade de pneus inservíveis e descartados sem finalidade de uso no Brasil. Com isso, surgiram alternativas para reciclagem da borracha, como a utilização no setor de pavimentação, incorporando a mesma ao ligante asfáltico aplicado na camada de revestimento. Visando isso, o presente trabalho demonstra uma análise comparativa técnica, econômica e ambiental entre o asfalto-borracha e o asfalto convencional, sendo esse o CAP 50/70. Utilizou-se como metodologia uma revisão bibliográfica acerca do tema, analisando as características dos ligantes e apresentando as propriedades dos processos de incorporação da borracha por via úmida e seca, especificando também com essa revisão possíveis impactos causados ao meio ambiente e através das composições de custos unitários fornecidas pelo SICRO de Alagoas inseriram-se esses dados em modelos de quadros elaborados pela Greca Asfaltos. Por meio dessa comparação, identificou-se uma melhora significativa no desempenho do asfalto modificado por borracha e comprovou que com esse ligante há uma maior economia no custo total de execução de uma obra, além da quantidade de pontos positivos dos impactos gerados evidenciarem sua viabilidade. Logo, observou-se que de acordo com os benefícios encontrados no asfalto-borracha, ele se torna uma alternativa viável em substituição ao convencional.
PALAVRAS-CHAVE: Pavimentação. Asfalto. CAP. Borracha. Sustentabilidade. ABSTRACT The increase in the production of vehicles directly interferes with the number of unusable tires discarded without purpose of use in Brazil. Thereat, there are alternatives for rubber recycling, such as the use in the paving sector, incorporating it into the asphalt binder applied in the coating layer. In view of this, the present work demonstrates a technical, economic and environmental comparative analysis between rubber asphalt and conventional asphalt, being the later registered under the CAP 50/70. The methodology used was a literary review on the subject, analyzing the characteristics of the binders and presenting the properties of the incorporation processes of rubber through wet and dry techniques, also specifying with this review possible impacts caused to the environment. Through the composition of unit costs provided by SICRO of Alagoas, the data found were inserted in frames models prepared by Greca Asfaltos. Through this comparison, significant improvement was identified in the performance of rubber modified asphalt, proving that with this binder there are greater savings in the total cost of execution of a construction, in addition to the number of positive points of the impacts evidencing its viability. Therefore, it was observed that, according to the benefits found in rubber asphalt, it becomes a viable alternative to the conventional one.
KEYWORDS: Paving. Asphalt. CAP. Rubber. Sustainability.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 6 1.1 Considerações iniciais .................................................................................... 6 1.2 Objetivos ........................................................................................................... 7 1.2.1 Objetivo geral .................................................................................................. 7 1.2.2 Objetivos específicos ...................................................................................... 7 2 METODOLOGIA ................................................................................................... 8 3 REFERENCIAL TEÓRICO ................................................................................... 9 3.1 Estrutura do pavimento flexível ...................................................................... 9 3.2.1 Subleito ......................................................................................................... 10 3.1.2 Camada de reforço do subleito ..................................................................... 11 3.1.3 Camada de sub-base .................................................................................... 12 3.1.4 Camada de base ........................................................................................... 12 3.1.5 Camada de revestimento .............................................................................. 12 3.2 Agregados na pavimentação ......................................................................... 13 3.2.1 Tipos de agregados quanto ao tamanho ....................................................... 13 3.2.1.1 Agregados graúdos .................................................................................... 13 3.2.1.2 Agregados miúdos ..................................................................................... 13 3.2.1.3 Material de enchimento (fíler) ..................................................................... 13 3.3 Cimento Asfáltico de Petróleo – CAP ............................................................. 14 3.4 Asfalto modificado por borracha de pneus inservíveis ............................... 15 3.4.1 Histórico do uso de borracha na pavimentação no Brasil e no mundo .......... 16 3.4.2 Composição dos pneus inservíveis ............................................................... 17 3.4.2.1 Gerenciamento da reciclagem e reutilização .............................................. 18 3.4.3 Tipos de processos para incorporação da borracha ao asfalto ...................... 21 3.4.3.1 Por via úmida ............................................................................................. 22 3.4.3.2 Por via seca ............................................................................................... 24 3.5 Composição orçamentária ............................................................................ 24 3.5.1 SICRO (Sistemas de Custos Referenciais de Obras) .................................... 25 3.6 Reciclagem dos pneus inservíveis ............................................................... 25 3.7 Impactos ambientais ...................................................................................... 26 3.7.1 Meio físico ..................................................................................................... 27 3.7.2 Meio biótico ................................................................................................... 27 3.7.3 Meio socioeconômico ..................................................................................... 27 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................ 28 4.1 Viabilidade técnica ......................................................................................... 28 4.1.1 Características técnicas gerais do asfalto-borracha ...................................... 28 4.1.1.1 Características técnicas por via úmida ....................................................... 29 4.1.1.2 Características técnicas por via seca ......................................................... 29 4.1.1.3 Variáveis de mistura ................................................................................... 30 4.1.2 Comparação técnica entre o asfalto-borracha e o CAP .................................. 32 4.2 Viabilidade econômica ................................................................................... 34 4.3 Análise ambiental ............................................................................................ 38 5 CONCLUSÃO ..................................................................................................... 42 REFERÊNCIAS ..................................................................................................... 43 ANEXOS ................................................................................................................ 49 ANEXO A – COMPOSIÇÃO DE CUSTOS DO CAP .............................................. 50 ANEXO B – COMPOSIÇÃO DE CUSTOS DO ASFALTO-BORRACHA ............... 52
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1 INTRODUÇÃO
1.1 Considerações iniciais
Ao longo dos anos com a evolução dos meios de transportes terrestres, fez-
se necessário desenvolver estudos nas vias e assim cada vez mais realizar
melhorias no caminho por onde se desejava passar. Desta forma, uma das
melhorias encontrada através de estudos, foi a pavimentação rodoviária. Assim,
entende-se por pavimento uma estrutura capaz de resistir aos esforços verticais
advindo do tráfego de veículos e das condições climáticas do local, o qual tem como
finalidade proporcionar boas condições de segurança e conforto aos usuários,
durante um determinado tempo de vida útil (SENÇO, 2007).
Os pavimentos rodoviários geralmente precisam de uma extensa área para
serem executados, nesse caso podendo alterar a fauna e a flora dos lugares por
onde passarão (SPEGLICH, 2004). Para isso, foram elaboradas algumas normas e
leis que instruem essas construções, as quais devem ser seguidas.
Um dos métodos de pavimentação existente é o pavimento flexível, que
normalmente é conhecido como pavimento asfáltico. Segundo Bernucci et al. (2006),
esta nomenclatura está atrelada ao seu revestimento ser uma mistura constituída de
agregados e ligantes asfálticos.
Entre essas diversas categorias de ligantes, tem-se o Cimento Asfáltico de
Petróleo – CAP, que conforme Senço (2007) é um material desenvolvido
particularmente com o intuito de apresentar capacidade e consistências próprias
para a utilização direta na construção de pavimentos.
Os asfaltos podem também sofrer modificações, sendo uma destas por
borracha, conhecido como Asfalto-Borracha. Esse tipo de ligante utiliza pneus
inservíveis na forma de borracha moída ou em pó e pode ser feito pelo processo de
via úmida ou via seca (BERTOLLO et al., 2002).
O uso excessivo dos recursos naturais não renováveis, que podem ser
reutilizados ou reciclados, tais como os agregados que compõem a pavimentação
das vias constitui-se um dos problemas ambientais, mas que têm algumas soluções.
“O macro complexo da construção civil é um dos maiores consumidores de matérias-
primas naturais. Estima-se que a construção civil utiliza algo entre 20 e 50% do total
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de recursos naturais consumidos pela sociedade” (SJÕSTRÖM, 1992 apud TICIANI,
2005, p. 12).
Sendo assim, torna-se necessário buscar alternativas nas quais a reutilização
desses recursos seja possível e assim colaborar o máximo por medidas mais
sustentáveis. Demonstrando que a construção civil pode ser uma área a qual
também pode estar aliada às questões ambientais e não somente vê-la como a que
envolve principalmente o bem-estar da população sem se preocupar com o meio
ambiente.
Diante do apresentado, a fim de buscar meios sustentáveis, melhorias e baixo
custo no setor da pavimentação, considerou-se analisar um pavimento com a
utilização de borracha de pneus inservíveis no revestimento asfáltico.
1.2 Objetivos
1.2.1 Objetivo geral
Desenvolver um estudo que analise a viabilidade do uso de borracha de
pneus inservíveis no setor de pavimentação, fazendo uma análise bibliográfica
acerca de suas técnicas de produção, características, economia e sustentabilidade.
1.2.2 Objetivos específicos
● Realizar um estudo bibliográfico exploratório;
● Analisar a viabilidade técnica em relação a incorporação da borracha de
pneus inservíveis ao ligante asfáltico em comparação ao asfalto convencional;
● Fazer levantamento de dados orçamentários dos dois ligantes, comparando a
viabilidade econômica dos mesmos;
● Demonstrar os benefícios ou danos relacionados ao meio ambiente através
de uma análise de impactos ambientais.
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2 METODOLOGIA
Inicialmente o trabalho consta de revisão bibliográfica em periódicos capes,
artigos, teses, dissertações, livros e revistas acerca do tema, através de bancos de
dados e indexadores, visando ter um maior aprofundamento e levantamento de
dados.
Através dos estudos bibliográficos elaborados, analisou-se a viabilidade
técnica do uso da borracha, através dos processos de via úmida e seca, mostrando
as características apresentadas no asfalto após a incorporação da mesma. Foi
analisado também o Concreto Betuminoso Usinado à Quente – CBUQ com a
utilização do CAP como ligante, deste modo efetivando uma comparação técnica
dos dois tipos de ligantes.
Efetuou-se um estudo econômico comparativo entre o asfalto-borracha e o
asfalto convencional ao longo de uma faixa de 1 km de comprimento em uma
rodovia hipotética no estado de Alagoas. Para isso, foi realizada uma coleta de
dados do custo unitário direto total dos revestimentos utilizados nesta pesquisa, o
CAP 50/70 e o asfalto-borracha, encontrados no programa Sistema de Custos
Referenciais de Obras – SICRO, denominados respectivamente como: Usinagem de
concreto asfáltico - faixa B - areia e brita comerciais e Usinagem de concreto
asfáltico com borracha - faixa B - brita comercial, tendo como referência as planilhas
de Alagoas em abril de 2019. Em sequência, esses dados foram inseridos em um
modelo de tabela da Greca Asfaltos, que foi adaptada pelas autoras deste trabalho,
descrevendo os custos de execução e os cálculos necessários para determinar o
custo total da obra e posteriormente a comparação entre os valores dos dois
revestimentos e a porcentagem da redução de custo do CBUQ com asfalto-borracha
em substituição ao CAP 50/70.
Visando a conscientização da sustentabilidade, realizou-se um estudo
baseado em literaturas sobre reciclagem de pneus inservíveis e os impactos
ambientais que podem ser causados por eles. Analisando e identificando assim, as
possíveis consequências que podem ocorrer nos três meios: físico, biótico e
socioeconômico, com a incorporação desses pneus no setor de pavimentação, mais
precisamente na camada de revestimento.
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3 REFERENCIAL TEÓRICO
3.1 Estrutura do pavimento flexível
Como citado no Manual do DNIT (2006, p.95), o pavimento é constituído por
várias camadas, as quais geralmente possuem espessuras finitas assentadas em
um semiespaço infinito, chamado de subleito.
Define-se pavimento conforme a NBR 11170 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA
DE NORMAS TÉCNICAS, 1990):
Estrutura construída sobre o leito natural ou terrapleno de uma via,
constituída de uma ou várias camadas, capaz de resistir às tensões geradas pelas cargas dos veículos e pelas variações ambientais, distribuí-las minoradas no subleito, e dar condições de conforto e segurança de rolamento.
No pavimento flexível, esta estrutura recebe e transmite esforços as camadas
inferiores com o intuito de amenizar as pressões na fundação do terreno que recebe
estas cargas de forma aliviada, evitando que ocorra danos a estrutura fora do
aceitável e previsto (BALBO, 2007).
Ainda segundo Balbo (2007), cada camada existente em um pavimento tem
uma ou mais finalidades específicas. O comportamento mecânico de cada camada
irá implicar nos estados de tensões em que o pavimento estará exposto. As cargas
externas que são aplicadas através do tráfego de veículos e das condições
climáticas geram no pavimento esforços solicitantes verticais e horizontais. Essas
solicitações acarretam a escolha do material de cada camada, existindo materiais
que reduzem as solicitações de compressão e cisalhamento causadas pelos
esforços verticais. Já os esforços horizontais podem causar desgastes e, em alguns
materiais, causam solicitação à tração ou até mesmo agem confinando outros
materiais.
Como foi exposto anteriormente segundo Balbo (2007), o pavimento flexível é
composto por quatro camadas, sendo elas reforço de subleito, sub-base, base e
revestimento. A Figura 1 ilustra a estrutura do pavimento camada por camada.
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Figura 1 – Camadas de um pavimento flexível Fonte: Autoras (2019)
O comportamento estrutural de um pavimento decorre da espessura de cada
camada, assim como a interação entre estas diferentes camadas e a sua rigidez, e
da fundação da estrutura. Estas camadas são formadas por agregados, solos ou
misturas de solos e podendo conter também alguns aditivos como cimento, cal,
emulsão asfáltica, entre outros. Devendo-se ressaltar que cada camada é feita por
um tipo de material diferente das outras. Quanto mais profunda for a camada, o grau
de qualidade das características tecnológicas diminui (BERNUCCI et al, 2006;
SENÇO, 2007; ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1990).
3.1.1 Subleito
O subleito na pavimentação é a camada com aproximadamente um a um
metro e meio de profundidade conhecido por ser o terreno de fundação de um
pavimento (SENÇO, 2007).
De acordo com Balbo (2007), o subleito será constituído de material natural
do terreno e sofrerá compactação. Normalmente, os esforços solicitantes após
passarem por todas as camadas e chegar até o subleito são recebidos de forma
aliviada e se dissipam no primeiro metro da fundação.
Senço (2007) informa que:
Se a terraplenagem é recente, o subleito deverá apresentar as
características geométricas definitivas. No caso de uma estrada de terra já em uso há algum tempo e que se pretende pavimentar, o subleito apresenta superfície irregular devido ao próprio uso e aos serviços de conservação.
Revestimento
Base
Sub-base
Reforço de subleito
Subleito
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Em alguns casos é necessário realizar uma operação de regularização do
subleito, com a finalidade de dar forma a superfície transversalmente e
longitudinalmente de acordo com o projeto. Utilizando-se de aterros ou cortes com
espessura até 20 cm e em seguida a compactação da camada (BERNUCCI, 2006;
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1990).
Pavimentos com subleitos de boa qualidade exigem uma estrutura de
pavimentação menos espessa e em consequência disso, poderá até dispensar a
execução de camadas como reforço do subleito e sub-base, a depender do valor de
California Bearing Ratio – CBR encontrado neste subleito. (SENÇO, 2007). O CBR é
um ensaio no qual permite determinar a capacidade de suporte de um solo
compactado, a expansibilidade do solo quando imerso em água (saturado) que está
relacionada com a durabilidade e assim definir a resistência a penetração da brita
padronizada que é dada em porcentagem, com esses dados será possível
determinar a espessura da camada de um pavimento flexível (DONISETE, 2016).
3.1.2 Camada de reforço do subleito
O reforço do subleito é executado em cima da camada de regularização, deve
ser realizado apenas quando necessário e em toda extensão sua espessura será
constante, podendo ser uma camada suplementar do subleito ou complementar da
sub-base (SENÇO, 2007).
Segundo Balbo (2007), a camada de reforço de subleito deve ser executada
quando o solo natural dele é composto por um material medíocre que necessita de
camada de suplementação que possa receber a magnitude dos esforços ou quando
o tráfego a passar por esta via irá ser de cargas muito pesadas, podendo ser
também de ambos os fatores combinados, fazendo com que o subleito receba forças
compatíveis com sua resistência.
Obrigatoriamente o material utilizado na camada de reforço deve ser mais
resistente do que o subleito do pavimento e é bastante utilizado em casos de uma
fundação de resistência baixa pelo fato do material utilizado ser mais econômico do
que os empregados nas camadas superiores. O reforço de subleito responde assim
por parte das funções do subleito, porém não absorve totalmente os esforços
12
(BALBO, 2007). Um de seus objetivos, segundo a Associação Brasileira de Normas
Técnicas (1990), é reduzir a espessura da sub-base.
3.1.3 Camada de sub-base
A sub-base pode ser reconhecida como uma camada que complementa a
base por motivos de condições técnicas e econômicas. É uma camada com custo
unitário menor do que a base e, por este motivo, é utilizada para diminuir a
espessura da camada de base (SENÇO, 2007).
3.1.4 Camada de base
Em conformidade com Pessoa Júnior (2014), “A base é a camada de
pavimentação destinada a resistir aos esforços verticais oriundos dos veículos,
distribuindo-os adequadamente à camada subjacente”. O material utilizado na
camada de base tem como característica um CBR maior ou igual que 80%,
independente do tráfego estimado, e sua expansão deve ser menor ou igual a 0,5%.
3.1.5 Camada de revestimento
Conforme Balbo (2007), a camada de revestimento em um pavimento
asfáltico tem como função receber diretamente as cargas do tráfego, dinâmicas ou
estáticas, sem que sofra deformações elásticas ou plásticas consideráveis,
degradação de seus componentes ou até mesmo a perda de compactação.
O revestimento de um pavimento também pode ser conhecido como capa de
rolamento ou, simplesmente, capa e é a camada mais nobre de um pavimento,
sendo assim a de maior custo unitário. Deve atender a boas condições de conforto e
segurança do usuário, assim como ser o tanto quanto possível impermeável e
resistir ao desgaste também oriundo do tráfego e do clima (SENÇO, 2007).
Comparando com o método do pavimento rígido de concreto de cimento
Portland, os pavimentos flexíveis, construídos com ligantes asfálticos, expressam
menores custos de execução e podem proporcionar melhor conforto aos usuários
visto que não é necessário o uso de juntas de dilatação do concreto (ODA, 2000).
13
3.2 Agregados na pavimentação
Os agregados podem ser oriundos de várias fontes e quando relacionados a
área da pavimentação, eles são classificados de acordo com sua natureza (natural,
artificial e reciclado), seu tamanho (graúdo, miúdo e material de enchimento) e sua
distribuição de grãos/granulação (bem-graduada, aberta, uniforme e descontínua).
De acordo com a classificação encontrada, será indicada a utilização que mais se
adequa ao agregado encontrado (BERNUCCI et al., 2006).
3.2.1 Tipos de agregados quanto ao tamanho
Para classificar qual o tipo de agregado utiliza-se o método de peneiramento,
que é aquele colocado em peneiras de tamanhos diferentes para posteriormente
definir o tamanho/granulometria.
3.2.1.1 Agregados graúdos
Quando a dimensão do material encontrado é maior que 2,0mm, sendo assim
retido na peneira número 10 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS
TÉCNICAS, 2011; BERNUCCI et al., 2006).
3.2.1.2 Agregados miúdos
Menores que os graúdos (2mm) eles se classificam como um material com
dimensões maiores que 0,075mm. Consequentemente passando pela peneira
número 10 e ficando retido na de número 200 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE
NORMAS TÉCNICAS, 2011; BERNUCCI et al, 2006).
3.2.1.3 Material de enchimento (fíler)
“É o material onde pelo menos 65% das partículas é menor que 0,075mm,
correspondente à peneira de número 200, e.g., cal hidratada, cimento Portland etc.”
(BERNUCCI, et al, 2006).
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3.3 Cimento Asfáltico de Petróleo – CAP
Os cimentos asfálticos são constituídos por 25 a 40% de petróleo e são
produzidos no processo de destilação. É um material com propriedades
impermeabilizantes e aglutinantes, possuindo características de durabilidade e
flexibilidade a baixas temperaturas (ROHDE, 2007).
Ao redor do mundo existem cerca de 1500 fontes de petróleo exploradas,
porém somente algumas destas são consideradas como um material de qualidade
para se produzir ligantes asfálticos. No Brasil e em outros países são incomuns as
produções de ligante asfáltico a partir de um único petróleo, sendo mais habituais as
refinarias produtoras de asfalto que utilizam a mistura de diversos petróleos. A sua
composição química influencia no desempenho físico e mecânico do CAP e pode
variar com a fonte do petróleo e com as modificações que podem ser realizadas
(BERNUCCI et al., 2006). São produzidas pela Petrobrás no Brasil
aproximadamente 2 milhões de toneladas de cimento asfáltico de petróleo por ano,
que são utilizados principalmente na construção de pavimentos (LEITE, 1999).
O CAP apresenta um comportamento com característica viscosa, sendo
conhecido por diminuir a rigidez após longos períodos de carga e exposição térmica,
a qual altera as propriedades do mesmo (ODA, 2000). Apresenta em sua
constituição de 90 a 95% de hidrocarbonetos e de 5 a 10% de heteroátomos, como
o oxigênio, enxofre, nitrogênio e metais. No Brasil, apresentam nessa mistura baixo
teor de enxofre e de metais, e alto teor de nitrogênio (LEITE, 1999; BERNUCCI et
al., 2006).
Por meio do Cimento Asfáltico de Petróleo é produzido o Concreto
Betuminoso Usinado a Quente, um revestimento flexível resultante da mistura a
quente, em usina apropriada, de agregado graúdo, agregado miúdo, eventualmente
um material de enchimento, como o fíler, e o ligante CAP, tendo como base
proporções definidas previamente em laboratório. Tem como característica a
operação de mistura ser antecedido pelo aquecimento de seus componentes a
temperaturas elevadas entre 140º C e 180º C, e sua disposição e compactação na
pista serem também precedidas de aquecimento (temperaturas entre 80º C e 140º
C) (BONET, 2002).
15
Segundo como consta na norma DNIT 031, (BRASIL, 2006):
Podem ser empregados os seguintes tipos de cimento asfáltico de petróleo:
- CAP-30/45
- CAP-50/70
- CAP-85/100
A nomenclatura do CAP é indicada por o quanto em décimos de milímetros,
uma agulha padronizada penetra em uma amostra, para isso é feito um ensaio de
penetração de acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas (2007) na
NBR 6576 na qual as condições são: agulha com 100g, a uma temperatura de 25 °C
e um tempo de 5 s. Para o CAP 50/70, esse par de números determina o limite
mínimo 50 e máximo 70 que são permitidos para a penetração (PIZZORNO, 2010).
A Figura 2 mostra uma via que utilizou o Cimento Asfáltico de Petróleo como
ligante em seu revestimento.
Figura 2 – Pavimento com revestimento em CAP Fonte: Braseq (2016)
3.4 Asfalto modificado por borracha de pneus inservíveis
O Asfalto-borracha é um tipo de camada preparada e aplicada a quente,
podendo ser executada como revestimento, acima de uma base, ou sobre um
pavimento antigo. Ele é composto por agregados, material betuminoso e o pó de
borracha, que é produzido a partir da reciclagem dos pneus. Para que a mistura seja
16
elaborada, é necessário de um ligante que nesse caso será o CAP, ele terá a
finalidade de unir os agregados (brita e pó de brita), para que a função da camada
seja exercida (MENDES; NUNES, 2009).
3.4.1 Histórico do uso de borracha na pavimentação no Brasil e no mundo
Na década de 1930 foram realizadas as primeiras aplicações de borrachas
em materiais asfálticos na pavimentação, utilizados principalmente como selantes
para execução de reparos de conservação. Nos Estados Unidos, os engenheiros
Lewis e Welborn do Bureau of Public Roads – BPR, executaram um programa
laboratorial para realizar estudos do efeito de 14 tipos de borrachas, incorporando
em três asfaltos de petróleo (CALTRANS, 2003).
Nos Estados Unidos, Charles H. McDonald é considerado o pai do sistema de
asfalto-borracha. Em 1963 iniciou uma pesquisa com o objetivo de desenvolver,
através da incorporação de borracha moída, um material “altamente elástico” com
finalidade de aplicação na manutenção de pavimentos asfálticos. Este produto
desenvolvido por McDonald era composto de ligante asfáltico e 25% de borracha de
pneus, sendo utilizado em remendos e selante de trincas (ODA e FERNANDES
JÚNIOR, 2001).
De acordo com Specht e Ceratti (2003), em agosto de 2001 na Rodovia BR-
116 no Rio Grande do Sul foi realizada a primeira aplicação de concreto asfáltico
com asfalto borracha por via úmida no país. Com aproximadamente dois
quilômetros, localizados próximos a cidade de Guaíba entre os quilômetros 318 e
320 desta rodovia, esta aplicação foi realizada pela parceria entre a Metrovias, a
Greca Asfaltos e a UFRGS.
A Figura 3 mostra a execução de um pavimento com revestimento de asfalto-
borracha.
17
Figura 3 – Pavimento com revestimento em asfalto-borracha Fonte: Betuseal (2015)
3.4.2 Composição dos pneus inservíveis
“O pneu tem como matérias-primas um misto de compostos tais como,
borracha natural e sintética, negro de carbono, têxteis, aço e alguns aditivos
químicos” (FEIO, 2013, p.9).
A Figura 4 demonstra a porcentagem de cada componente do pneu.
Figura 4 – Composição de pneus radiais para automóveis Fonte: BNDES (1998)
De acordo como consta na Resolução Nº 416 do CONAMA, o pneu usado é
considerado como usado quando já ocorreu uso e/ou desgaste. Já o pneu inservível,
18
é o pneu usado que teve sua estrutura danificada impedindo assim que seja utilizado
para rodagem ou reforma (BRASIL, 2009).
3.4.2.1 Gerenciamento da reciclagem e reutilização
Os pneus tendem a serem utilizados e jogados fora, porém sabe-se que há
pontos de coletas para que seu descarte possa ser correto. Os pneus inservíveis
podem ser reutilizados na construção civil, como por exemplo, a inserção da
borracha triturada na pavimentação. Essa reciclagem do pneu em Alagoas é feita
pela RECICLANIP juntamente com o apoio da Prefeitura de cada município coletor.
Ela é uma entidade criada pelos fabricantes de pneus novos Bridgestone, Goodyear,
Michelin e Pirelli, a qual segue a resolução nº 416/09 do Conama que está
relacionada com a coleta e destinação dos pneus inservíveis (RECICLANIP, 2019;
ALVINO, 2018).
De acordo com a LEI Nº 12.305, de 2 de agosto de 2010, p.2 a qual institui a
Política Nacional de Resíduos Sólidos:
Reciclagem: processo de transformação dos resíduos sólidos que envolve a alteração de suas propriedades físicas, físico-químicas ou biológicas, com vistas à transformação em insumos ou novos produtos, observadas as condições e os padrões estabelecidos pelos órgãos competentes do Sistema Nacional do Meio Ambiente Sisnama e, se couber, do Sistema Nacional de Vigilância Sanitária (SNVS) e do Sistema Unificado de Atenção à Sanidade Agropecuária (Suasa);
Abaixo, a reciclagem do pneu está sendo representada pela Figura 5 e na
Figura 6 uma demonstração da utilização da borracha reciclada.
Figura 5 – Reciclagem do pneu SEMARH-AL Fonte: SEMARH-AL - Secretaria de Estado do Meio Ambiente e dos Recursos Hídricos (s.d.)
19
Figura 6 – Piso de borracha Fonte: SEMARH-AL - Secretaria de Estado do Meio Ambiente e dos Recursos Hídricos (s.d.)
Na Figura 7, está sendo demonstrado o ciclo que o pneu percorre para
chegar à reciclagem na Reciclanip.
Figura 7 – O ciclo do pneu Fonte: RECICLANIP (s.d.)
20
De acordo com Kamimura, 2002:
A maioria dos pneus inservíveis estão em depósitos temporários para posterior reutilização e reciclagem, ocupando grandes espaços. Os depósitos de pneus inservíveis são planejados com base nas informações sobre as vendas de pneus automotivos, considerando que o consumidor deixará os pneus inservíveis no ato da compra de um pneu novo.
É necessário que se faça todo um plano de gerenciamento para que a
destinação final do pneu seja coerente. Pois uma má disposição desses podem
causar muitos prejuízos, tanto para o meio ambiente no geral quanto para a
população (através de doenças provocadas por mosquitos que tendem a se
proliferar nas águas que se acumulam nos pneus). Quando eles são considerados
como inservíveis, faz-se necessário à procura de meios para que eles possam ser
aplicados (BERTOLLO; FERNANDES JÙNIOR; SCHALCH, 2002).
De acordo com a Resolução Nº 416 do CONAMA, deve ser feito um plano de
gestão da coleta, armazenamento e destinação dos pneus inservíveis (PGP) por
todos os fabricantes e importadores de pneus novos. Nele deve conter todas as
descrições propostas na resolução, pontos de coleta e seus mecanismos,
disponibilizar os dados e resultados dos planos e atualizar sempre que houver
alguma mudança ou se o órgão ambiental licenciador exigir (BRASIL, 2009).
Segundo Bertollo, Fernandes Jùnior e Schalch (2002) a Figura 8 abaixo
representa tipos de disposição final que pode ser aplicada, na qual uma delas seria
a aplicação da borracha na pavimentação.
21
Figura 8 – Destino final dos pneus inservíveis Fonte: Bertollo, Fernandes Jùnior e Schalch (2002)
Ainda segundo Bertollo, Fernandes Jùnior e Schalch, 2002:
A reciclagem de pneus envolve um ciclo que compreende a coleta, transporte, trituração e separação de seus componentes (borracha, aço e lona), transformando sucatas em matérias-primas que serão direcionadas ao mercado. Obtém-se borracha pulverizada ou granulada que vai ter diversas aplicações: utilização em misturas asfálticas, em revestimentos de quadras e pistas de esportes, fabricação de tapetes automotivos, adesivos etc. Quanto menor a granulometria maior o custo envolvido e esse custo pode inviabilizar o desenvolvimento de alguns mercados potenciais.
Um dos métodos mais vantajoso para a reciclagem da borracha é o da
trituração, no qual a borracha será triturada e separada do aço e da fibra do pneu,
para posteriormente ser utilizada em diversas aplicações, inclusive em misturas
asfálticas (SALINI, 2000).
3.4.3 Tipos de processos para incorporação da borracha ao asfalto
O fluxograma a seguir (Figura 9) demonstra os tipos de processos de
fabricação realizados através da incorporação da borracha de pneus inservíveis em
asfaltos.
22
Figura 9 – Fluxograma dos tipos de processos de fabricação Fonte: Autoras (2019)
3.4.3.1 Por via úmida
No processo que se é reutilizado por via úmida, são misturados pequenos
pedaços finos de borracha ao ligante asfáltico já aquecido, produzindo assim o
ligante asfalto-borracha. Ao incorporar borracha em ligantes asfálticos se produz
diversas mudanças nas características deste asfalto. O material a ser modificado é o
Cimento Asfáltico de Petróleo – CAP, o qual é obtido por destilação de petróleo
(ANTT – AGÊNCIA NACIONAL DE TRANSPORTES TERRESTRES, 2017).
Por via úmida, a depender do processo de fabricação, pode-se obter o ligante
modificado estocável ou não-estocável. “Continuous blending” é o nome conhecido
pelo tipo não-estocável, produzido na própria obra com equipamento misturador.
Nesse estado, o asfalto modificado deve ser aplicado de imediato em virtude de sua
instabilidade, conferindo ao mesmo diferentes características do estocável
(BERTOLLO et al., 2002; MORILHA JÚNIOR, 2004).
De acordo com Departamento de Infraestrutura de Transportes (2009), diz
que ao realizar o processo por via úmida do tipo “Terminal Blending”, se obtém o
asfalto-borracha estocável, sendo os componentes misturados em um terminal
especial a altas temperaturas por agitação em alto cisalhamento, o que resulta em
ligantes estáveis e relativamente homogêneos. Deve possuir na incorporação ao
ligante asfáltico teor mínimo de borracha de 15% como referência em peso. Através
deste processo de fabricação, obtém-se a despolimerização e a desvulcanização da
borracha de pneu, permitindo assim a reação desta borracha com as moléculas do
CAP, que causa uma menor viscosidade do produto final (BERNUCCI, et al., 2006).
23
Quando se compara os dois sistemas, o “terminal blending” confere uma
economia de tempo e de custos, visto que pode ser transportado para diversas
obras, além de ter o controle de qualidade mais acurado e confiável, enquanto o
“continuous blending” necessita que cada obra disponha de um equipamento de
fabricação do asfalto-borracha (BERTOLLO et al., 2002; MORILHA JÚNIOR, 2004).
O esquema a seguir (Figura 10) demonstra os passos seguidos na fabricação
do ligante asfáltico modificado por borracha no processo de via úmida.
Figura 10 – Esquema de fabricação do asfalto-borracha por via úmida Fonte: Bernucci et al. (2006)
Existe também o processo de via úmida imediato, chamado de não- estocável
ou “just-in-time”. Este processo é realizado antes da usinagem por meio de
equipamentos especiais acoplados às usinas de concreto asfáltico, adicionando a
borracha moída, que neste processo se permite utilizar em partículas de maior
tamanho, ao CAP minutos antes de ser incorporado ao agregado com agitação em
baixo cisalhamento, não ocorrendo assim a despolimerização e a desvulcanização
da borracha de pneu. Deste modo, o processo imediato proporciona um inchamento
superficial da borracha nos maltenos do CAP, aumentando assim a sua viscosidade
(BERNUCCI et al., 2006).
24
3.4.3.2 Por via seca
No processo seco ou por via seca, a borracha que foi triturada, denominada
de agregado-borracha, vai substituir uma fração de 3 a 5% em relação à massa total
dos agregados, após a incorporação será adicionado o ligante asfáltico na mistura
posteriormente formando o concreto asfáltico modificado com adição de
borracha. (BERTOLLO; FERNANDES JÚNIOR; SCHALCH, 2002; ODA;
NASCIMENTO; EDEL, 2005).
Conforme cita Salini (2000):
O processo seco (do inglês “dry process”) pode ser usado para misturas asfálticas a quente, sejam elas do tipo aberta ou fechada. Ele não pode ser usado em outros tipos de pavimentos, como misturas asfálticas a frio, fechamento de trincas ou tratamentos superficiais.
Na Figura 11 é demonstrada a mistura da borracha que substitui parte do
agregado descontínuo.
Figura 11 – Ilustração de mistura (granulometria descontínua) com partículas sólidas
de borracha.
Fonte: Specht e Ceratti (2003)
3.5 Composição orçamentária
Para avaliar a viabilidade da execução de um empreendimento, faz-se
necessário que seja estimado previamente seu custo total. Esta estimativa é feita por
meio da elaboração do orçamento do empreendimento (ANDRADE, SOUZA, 2002).
Em geral, um orçamento é determinado somando-se os custos diretos (mão
de obra de operários, material, equipamento) e os custos indiretos (equipe de
supervisão e apoio, despesas gerais do canteiro de obras, taxa, etc) e por fim
adicionando-se impostos e lucro para se chegar no preço de venda (MATTOS,
2006).
25
Desta forma, a mão de obra engloba a produtividade da equipe e seus
encargos sociais e trabalhistas, sendo o material o conjunto dos preços dos
insumos, os impostos, as perdas e o reaproveitamento, lembrando também que
atrelado aos equipamentos está o custo horário de uso e a produtividade (MATTOS,
2006).
3.5.1 Sistemas de Custos Referenciais de Obras – SICRO
Analisando o SICRO, foi observado ser constituído por composições que são
necessárias para a elaboração de um orçamento de uma obra. Cada uma tem sua
própria tabela de demonstração, basicamente ela possui um código de referência,
descrição, unidade utilizada, quantidade/coeficiente e custo unitário e/ou total.
Assim, tendo os dados suficientes para apresentar um orçamento base.
O código é utilizado no orçamento para referenciar o que está sendo utilizado
para que se possa fazer a pesquisa posteriormente, caso o mês de referência for
outro o valor pode ser que sofra algum ajuste.
Os insumos são elementos que vão compor a construção de uma obra, que
normalmente são indicados com os custos unitários (GONZALEZ, 2008).
Como cita Gonzalez (2008):
Existem basicamente três categorias de insumos: a) materiais (areia, aço, cimento, cerâmica, esquadrias, etc.); b) mão-de-obra (serventes, pedreiros, ferreiros, técnicos, mestres de obra, etc.); c) equipamentos (betoneiras, furadeiras, vibradores, elevadores e guinchos de obra, etc.)
Já as composições, são um conjunto de vários insumos com a sua
quantidade discriminada, que serão necessários para realizar um determinado tipo
de serviço. Elas vão determinar o cálculo dos custos unitários (GONZALEZ, 2008).
3.6 Reciclagem dos pneus inservíveis
A utilização de pneus inservíveis em ligantes asfálticos também está
diretamente relacionada a um método de sustentabilidade. O aumento crescente na
produção de carros no Brasil gerou incremento na produção de pneus, que nos
últimos seis anos produziram cerca de 70 milhões de unidades no país (ANTT –
AGÊNCIA NACIONAL DE TRANSPORTES TERRESTRES, 2017).
26
Nos usos de suas atribuições, o Conselho Nacional do Meio Ambiente –
CONAMA, publicou a Resolução Nº 416 de 30 de setembro de 2009, a qual causa
prevenção à degradação do meio ambiente pelos pneus inservíveis, impondo assim
providências por parte dos seus fabricantes. Este decreto estimulou ainda mais o
uso de pneus inservíveis no setor de pavimentação no país.
No geral, a população começou a perceber que há um problema em relação
ao lixo que é gerado juntamente com a disposição final dele, assim iniciando a busca
de alternativas nas quais poderiam destinar e reaproveitar esses resíduos. Onde a
reciclagem vai contribuir para o desenvolvimento sustentável por utilizar um material
que seria descartado, dando um fim útil e ao mesmo tempo evitando poluição ao
meio ambiente (ANDRADE, 2007).
Conforme os dados do Relatório de pneumáticos do IBAMA - Instituto
Brasileiro do Meio Ambiente e Recursos Naturais Renováveis (2018), houve um total
de 215.604,04 toneladas de pneus inservíveis que foram destinados para a
tecnologia de granulação, que é utilizada para a reciclagem desses pneus para
posteriormente ser inserida na mistura do asfalto-borracha. Segundo a Greca
Asfaltos (2006), em um quilômetro de uma rodovia são utilizados aproximadamente
1000 pneus e essa quantidade equivale a 150 kg de borracha triturada e granulada
para cada tonelada de asfalto produzido. Assim, percebe-se que há uma grande
capacidade para a execução de rodovias com a adição de borracha moída.
3.7 Impactos ambientais
De acordo com a Resolução 001 do CONAMA estão representados por três
meios (físico, biótico e socioeconômico), além de serem classificados como impactos
positivos (benéficos ao meio) e negativos (adversos ao meio) e podem ser definidos
(BRASIL,1986):
Artigo 1º - Para efeito desta Resolução, considera-se impacto ambiental qualquer alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas que, direta ou indiretamente, afetam: I - a saúde, a segurança e o bem-estar da população; II - as atividades sociais e econômicas; III - a biota; IV - as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente; V - a qualidade dos recursos ambientais.
27
3.7.1 Meio físico
É considerado como “uma totalidade estruturada em equilíbrio dinâmico, com
seus vários aspectos guardando relações de interdependência em termos causais,
de gênese, evolução, constituição e organização” (LEITE; FORNASARI FILHO;
BITAR, 1990).
Faz parte do meio físico: “o subsolo, as águas, o ar e o clima, destacando os
recursos minerais, a topografia, os tipos e aptidões do solo, os corpos d'água, o
regime hidrológico, as correntes marinhas, as correntes atmosféricas” (BRASIL,
1986).
3.7.2 Meio biótico
Esse meio, relacionado com o meio biológico e os ecossistemas naturais,
segundo consta na resolução do CONAMA Nº 001, é composto por: “a fauna e a
flora, destacando as espécies indicadoras da qualidade ambiental, de valor científico
e econômico, raras e ameaçadas de extinção e as áreas de preservação
permanente” (BRASIL, 1986).
3.7.3 Meio socioeconômico
É aquele que demonstra os aspectos referentes à economia ligados a
sociedade. Como citado pelo CONAMA na Resolução 001, pode-se designar esse
meio como (BRASIL, 1986):
O uso e ocupação do solo, os usos da água e a sócio economia, destacando os sítios e monumentos arqueológicos, históricos e culturais da comunidade, as relações de dependência entre a sociedade local, os recursos ambientais e a potencial utilização futura desses recursos.
28
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1 Viabilidade técnica
4.1.1 Características técnicas gerais do asfalto-borracha
Segundo Specht e Ceratti (2003) com o intuito de baratear as modificações
realizadas nos ligantes asfálticos e, juntamente a isto, dar fim aos pneus inservíveis,
surgiu o ligante modificado por borracha de pneus ou asfalto-borracha, que possui
as seguintes vantagens técnicas comparadas aos ligantes mais usuais (Figura 12):
Figura 12 – Fluxograma das vantagens técnicas do asfalto-borracha Fonte: Adaptado de Specht e Ceratti (2003)
29
Segundo Oda e Fernandes Júnior (2001), o ligante asfáltico modificado por
borracha confere menor taxa de envelhecimento do revestimento devido à
antioxidantes e carbono encontrada na borracha dos pneus incorporada ao asfalto.
Quando o asfalto-borracha é utilizado juntamente com misturas especiais,
como Stone Mastic Asphalt – SMA e Camadas porosas de atrito – CPA, pode
proporcionar uma superfície que garante uma diminuição do ruído causado pelo
tráfego, além de ter uma melhora da drenagem superficial que vai implicar em um
menor risco de aquaplanagem (ODA; NASCIMENTO; EDEL, 2005).
4.1.1.1 Características técnicas por via úmida
Specht e Ceratti (2003) afirma que neste processo as partículas de borracha
aumentam muito em volume, absorvendo assim alguns óleos aromáticos contidos no
ligante asfáltico, assim como são transferidos ao asfalto algumas características
químicas das borrachas após sua vulcanização, proporcionando ao ligante
modificado as propriedades citadas abaixo:
Figura 13 – Propriedades estruturais do processo via úmida Fonte: Adaptado de Specht e Ceratti (2003).
4.1.1.2 Características técnicas por via seca
Apesar do método por via seca reduzir a quantidade de pneus descartados,
quando se fala diretamente da melhora das características do revestimento asfáltico
30
não há mudança significativa nas mesmas, pois a borracha não vai transmitir suas
características ao ligante (ODA; NASCIMENTO; EDEL, 2005).
As vantagens mais marcantes da utilização deste processo são vistas através
da redução no nível de ruídos acentuados, contribuição na resistência à fadiga e
redução dos trincamentos térmicos. Embora os benefícios serem menores
comparados ao processo de via úmida, o custo inicial para aplicação do produto é
reduzido, visto que neste processo não se faz necessário modificações nas usinas
de asfalto (SPECHT; CERATTI, 2003).
Salini (2000) demonstra algumas propriedades estruturais da mistura asfáltica
relacionadas ao processo seco, que está representada na figura abaixo:
Figura 14 – Propriedades estruturais do processo via seca Fonte: Adaptado de Specht e Ceratti (2003)
4.1.1.3 Variáveis de mistura
Pode-se observar através do Quadro 1 que existem algumas variáveis de
mistura do asfalto-borracha, sendo elas a temperatura, tempo, percentual de
borracha e granulometria, encontradas na literatura utilizadas nas misturas de
asfalto-borracha. A granulometria da borracha altera diretamente o tempo e a
temperatura utilizados, já que quanto mais fina a borracha, maior a área superficial e
menor a temperatura e o tempo de mistura para se obter um material homogêneo
(SPECHT; CERATTI, 2003).
31
Quadro 1 – Variáveis intervenientes na mistura asfalto-borracha e valores
encontrados na literatura
Fonte: Specht e Ceratti (2003)
Ao adicionar borracha ao cimento asfáltico, acarreta-se um aumento
significativo na viscosidade do ligante modificado. A temperatura em que ocorre a
reação de incorporação do asfalto e as partículas de borracha também influencia a
viscosidade. Um ligante com viscosidade elevada produz misturas asfálticas de
baixa trabalhabilidade e difícil compactação (EPPS, 1994 apud SALINI, 2000).
Através destes resultados encontrados, pode-se ter em vista que não existem
receitas formadas no que se diz respeito ao tempo das reações, das temperaturas e
da quantidade de borracha utilizada, podendo cada parte desta mistura influenciar
no resultado final do ligante.
32
4.1.2 Comparação técnica entre o asfalto borracha e o CAP
O primeiro ponto a ser observado é a viscosidade dos ligantes. O asfalto-
borracha tem como vantagem ser mais viscoso do que o ligante convencional,
apesar disto, não perde a ductibilidade e não acaba se tornando frágil a baixas
temperaturas. Por sua consistência a altas temperaturas não reduzir tanto como nos
asfaltos convencionais, permite diminuir a possibilidade de trincamento a baixas
temperaturas, assim como a de afundamento de trilhas de rodas em temperaturas
elevadas (SPECHT; CERATTI, 2003).
A Figura 15 a seguir demonstra a maior consistência do asfalto-borracha em
comparação ao asfalto convencional no momento da usinagem.
Figura 15 – Exemplo de consistência do asfalto-borracha Fonte: Bernucci et al. (2006)
A Greca Asfaltos (2009) em maio de 2003, na Universidade Federal do Rio
Grande do Sul – UFRGS em Porto Alegre, construiu duas pistas experimentais
mostradas na Figura 16 abaixo, onde a da esquerda tem como ligante o asfalto-
borracha e a da direita feita de CBUQ com CAP-20. Nos dois revestimentos foi
aplicado o simulador de tráfego linear DAER/UFRGS, com intuito de resultados em
curto prazo. Utilizando uma carga de eixo de 10 toneladas força, a imagem mostra a
pista com asfalto convencional após 90.303 ciclos desta carga trincada por completo
enquanto a pista com asfalto-borracha após 123.356 ciclos apresenta apenas uma
trinca.
33
Figura 16 – Pistas do simulador de tráfego Fonte: Greca Asfaltos (2009)
Ainda segundo Greca Asfaltos (2009), estudos sobre ensaios de deformação
permanente realizados na Universidade de São Paulo – USP através do simulador
Laboratoire Central des Ponts et Chaussées – LCPC mostram que o asfalto-
borracha, comparado ao asfalto convencional, apresenta menor suscetibilidade para
formação de trilhas de roda. Na Figura 17 a seguir, observa-se a placa da esquerda
confeccionada com o ligante convencional apresentando deformação de 13% após
somente 10.000 ciclos de carga na simulação e que a placa da direita com o asfalto-
borracha deformou apenas 5% após 30.000 ciclos.
Figura 17 – Placas após serem submetidas ao simulador de tráfego Fonte: Greca Asfaltos (2009)
34
Como pode ser observado através das características técnicas do asfalto-
borracha mencionadas e também dos estudos comparativos encontrados, o
desempenho técnico elevado do asfalto modificado por borracha em relação ao
asfalto convencional pode ser visto por o mesmo levar mais tempo para desenvolver
trincas e trilhas de rodas, tendo assim uma maior vida útil, o que implica também em
o asfalto-borracha necessitar de menos serviços de manutenção do que o ligante
convencional.
4.2 Viabilidade econômica
Para realizar o estudo de comparação da viabilidade econômica dos dois
tipos de asfalto, fez-se uma análise de um trecho com extensão de 1 km de uma
rodovia hipotética em Alagoas. A largura da pista, sem considerar o acostamento, foi
de 7 m, sendo duas faixas com 3,5 m cada. Segundo os dados retirados do Projeto
CREMA (2018) de Alagoas, foi considerada para os dois revestimentos uma
densidade de 2,425 t/m³.
De acordo com Greca Asfaltos (2009) estudos nacionais e internacionais
comprovam que pode ser realizada a redução de até 50% na espessura da camada
de revestimento no asfalto-borracha em relação ao CAP convencional e tomando
isso como base, nesta comparação foi reduzida 30% obtendo um valor de 3,5 cm.
Os dados utilizados nos pavimentos com CBUQ e com Asfalto-borracha, que
serão necessários para os cálculos, estão dispostos na Quadro 2.
Quadro 2 – Dados
DADOS CBUQ ASFALTO-BORRACHA
ESPESSURA 5 cm 3,5 cm
EXTENSÃO 1 km 1 km
LARGURA 7 m 7 m
DENSIDADE 2,425 t/m³ 2,425 t/m³
Fonte: Autoras (2019)
Para se calcular a quantidade de massa asfáltica fez-se necessário converter
as unidades de cada dado em metros e posteriormente multiplicar esses valores,
35
assim obtendo a quantidade em tonelada para cada tipo de revestimento, como
consta no Quadro 3.
Quadro 3 – Quantidade de massa asfáltica
Revestimento - CBUQ (convencional) Revestimento - asfalto-borracha
1000m x 7m x 0,05m x 2,425t/m³ = 848,75 toneladas de massa asfáltica de
CBUQ
1000m x 7m x 0,035m x 2,425t/m³ = 550,02 toneladas de massa asfáltica de
asfalto-borracha
848,75 toneladas 550,02 toneladas
Fonte: Autoras (2019)
Foram utilizados os dados do SICRO com base em abril/2019 do estado de
Alagoas, dos custos unitários de referência, foram coletados dos itens Usinagem de
concreto asfáltico - faixa B - areia e brita comerciais e Usinagem de concreto
asfáltico com borracha - faixa B - brita comercial, os valores necessários. Utilizou-se
a faixa B por possuir um material com a granulometria adequada para aplicação em
camada de rolamento, de acordo com a Norma DNIT 031 (BRASIL, 2006). No
Quadro 4, estão apresentados os custos horários referentes aos equipamentos
utilizados e a mão de obra, juntamente com o teor dos ligantes, esse sendo o
mesmo nas duas composições com 5,66%, porém uma com 15% desse teor
composta por borracha, ou seja aproximadamente 0,85%. Já no Quadro 5, os custos
unitários totais por tonelada, que é composto por todos os insumos e o serviço de
aplicação da massa, observando-se nele que o custo unitário do asfalto borracha é
aproximadamente 16,70% mais caro que o CAP 50/70.
Quadro 4 – Custos horários total de execução
Preço CAP 50/70 (R$/ tonelada)
Preço Asfalto-borracha (R$/ tonelada)
Teor de Ligante (%)
1.285,64 1.285,50 5,66
Fonte: Adaptado do SICRO (2019)
36
Quadro 5 – Custos unitários direto totais
CBUQ – CAP 50/70 (R$/tonelada) 119,80
CBUQ – Asfalto-borracha (R$/tonelada) 139,82
Fonte: Adaptado do SICRO (2019)
O Quadro 6, elaborado de acordo com um modelo encontrado no manual da
Greca Asfaltos (2009), define o custo total da obra de cada revestimento para 1 km
de extensão, de acordo com os dados obtidos acima.
Quadro 6 – Descrição de Custos
Dados Calc. Und. CAP 50/70 Asfalto- borracha
1 Qntd. de massa asfáltica CBUQ
(produzida)
- ton 848,75 550,02
2 Custo de Usinagem/Aplicação
por tonelada de CBUQ aplicado
- R$/ton 119,80 139,82
3 Qntd. de massa x custo de
usinagem/aplicação
1x2 R$ 101.680,25 76.903,80
4 Teor de asfalto - % 5,66 5,66
5 Custo de asfalto por tonelada
- R$/ton 1.285,64 1.285,50
6 Custo asfalto no CBUQ
1x4x5 R$ 61.761,18 40,019,07
7 Custo total da Obra 3+6 R$ 163.441,43 116.922,87
Fonte: Adaptado do SICRO (2019)
37
Para analisar a porcentagem de redução de custo (Rc) do asfalto-borracha
comparado ao CAP 50/70, utilizou-se da equação (1) a seguir:
𝑅𝑐 =(((𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑜𝑏𝑟𝑎 𝐶𝐴𝑃)−(𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑜𝑏𝑟𝑎 𝐴𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜−𝐵𝑜𝑟𝑟𝑎𝑐ℎ𝑎))∗100)
𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑜𝑏𝑟𝑎 𝐶𝐴𝑃 (1)
𝑅𝑐 =(((163.441,43)−(116.922,87))∗100)
163.441,43= 28,46%
Abaixo se encontra o Quadro 7, o qual se refere à economia de substituição
do CAP pelo asfalto-borracha.
Quadro 7 – Redução de custo
Redução de Custo do
CBUQ com o Asfalto-
borracha em substituição
ao CAP 50/70
R$ 46.518,56
% 28,46
Fonte: Autoras (2019)
Quando esses valores foram analisados através da equação (1), percebeu-se
que a obra com asfalto-borracha é mais econômica 28,46% em relação ao CAP
50/70, representando um valor de 46.518,56 reais a cada quilômetro executado.
Assim, quando em obras de maiores extensões, esse número se torna bastante
expressivo.
Como foi dito, a possibilidade de diminuir a espessura do revestimento
quando utilizado o asfalto-borracha em sua composição, faz com que haja uma
maior economia no valor total da obra. De acordo com Greca Asfaltos (2009), ao
reduzir a espessura da camada de revestimento, o que interfere diretamente na
quantidade de massa asfáltica a ser utilizada, irá propiciar também a diminuição do
uso dos recursos naturais, tais como os agregados e o combustível que seria
necessário para a usinagem e transporte da massa.
Além da economia encontrada na fase de execução, como foi citado
anteriormente o asfalto-borracha se mostra mais resistente a trincas e trilhas de
rodas que o asfalto convencional, isso eleva a sua vida útil fazendo com que se leve
mais tempo para que seja necessária ocorrer alguma manutenção. Como afirma
Greca Asfaltos (2009), esse tipo de ligante propõe a redução dos custos de
38
conservação por possuir um menor envelhecimento e suportar maiores
deformações, assim aumentando a durabilidade do revestimento, havendo também
uma diminuição dos intervalos de reparos e restauração do pavimento.
4.3 Análise ambiental
Como citado anteriormente, os impactos podem atingir diversos meios
podendo ser positivos ou negativos. Através do estudo realizado, percebeu-se que a
utilização do asfalto-borracha na camada de revestimento quando comparado ao
convencional realmente pode ocasionar vários impactos positivos aos meios, como:
a) Economia de recursos naturais:
- Proporcionada pela reciclagem dos pneus (SANTOS; BOTINHA; LEAL, 2013);
- Devido ao poder calorífico do pneu, seria necessário menos combustível não renovável (ex: carvão e óleo), implicando em uma diminuição do consumo do mesmo (SANTOS; BOTINHA; LEAL, 2013);
- Redução da demanda de petróleo e asfalto: ao substituir uma parte do asfalto por borracha e por ter uma maior durabilidade a sua vida útil se torna maior, evitando muitas manutenções (NOHARA et al, 2005).
b) Economia de recursos energéticos gastos na fabricação de borracha, aço e fibra têxteis, de acordo com Santos, Botinha e Leal (2013):
- A reciclagem do pneu, propõe um gasto de apenas 25% de material na produção de um pneu novo;
- Diminuindo por exemplo o consumo de petróleo.
c) Geração de empregos (SANTOS; BOTINHA; LEAL, 2013): - Por surgir novas empresas e fortalecer as existentes no ramo de
reciclagem de pneus para transformar em asfalto-borracha (NOHARA et al, 2005).
d) Diminuição de focos de insetos: - Evitando doenças na sociedade, como a Dengue (CURY et al,
2002); - Implicando na economia, por necessitar de um alto investimento
que será utilizado dos cofres públicos, para manter o programa de combate aos mosquitos da dengue (BEDUSCHI, 2014).
e) Redução dos riscos de incêndio e desastres ambientais:
- Provavelmente causado pelo descarte em locais irregulares (CURY et al, 2002);
39
- Esse descarte vai implicar também em uma diminuição das obstruções que podem ocorrer em rios, lagos etc. (BEDUSCHI, 2014).
f) Redução do ruído:
- O asfalto-borracha proporciona essa diminuição na passagem dos veículos nas vias, o que nas travessias urbanas é um importante benefício (OLIVEIRA JUNIOR, 2018).
g) Decréscimo no número de acidentes de trânsito:
- Causado pela diminuição da aquaplanagem, por o asfalto-borracha proporcionar uma redução do filme de água na superfície e uma boa aderência entre o pneu e o pavimento (OLIVEIRA JUNIOR, 2018).
Além dos positivos foram encontrados alguns negativos, que normalmente é
previsto em qualquer estudo de impactos ambientais. De acordo com Fortes (2014), demonstra-se abaixo alguns impactos provenientes do asfalto-borracha:
a) Maior emissão de gases poluentes e nocivos à saúde humana, demonstrado na Figura 18:
- Elementos que podem ser mutagênicos e cancerígenos; - Causando doenças na população.
Figura 18 – Colaborador recebendo diretamente a emissão dos gases poluentes
Fonte: Fortes (2014)
b) Produz um forte odor:
- Provocado pela digestão da borracha, no processo de modificação do CAP com borracha e na aplicação do produto na pista.
c) Emissão de muita fumaça pelos materiais, representada nas Figuras
19 e 20: - Gerada pela alta temperatura; - Podendo provocar uma série de efeitos à saúde.
40
Figura 19 – Fumaça sendo dispersa no meio
Fonte: Fortes (2014)
Figura 20 – Emissão da fumaça
Fonte: Fortes (2014)
d) Aumento de consumo de derivados de petróleo, combustível e asfalto: - Devido ao aumento da temperatura manipulação e da
consistência.
Foram encontrados impactos tanto positivos quanto negativos em relação à
utilização do asfalto-borracha como camada de revestimento, como consta nos
objetivos da pesquisa. O estudo confirmou isso através dos dados referenciados
acima, além de demonstrar que a proporcionalidade dos impactos positivos
41
encontrados foi superior em relação aos negativos. Isso propicia a utilização desse
tipo de asfalto quando analisado ambientalmente, tendo em vista também que esses
danos podem ser evitados ou revertidos quando realizado um Estudo de Impactos
Ambientais da obra.
42
5 CONCLUSÃO
Percebe-se que ao incorporar a borracha de pneus inservíveis ao CAP 50/70
as características técnicas do asfalto foram aperfeiçoadas proporcionando maior
resistência e durabilidade quando comparadas às do asfalto convencional.
Tendo em vista os argumentos que foram apresentados, há uma grande
vantagem econômica quando se compara os custos totais das obras entre os dois
tipos de revestimento. Mesmo com o valor do custo unitário direto por tonelada do
asfalto-borracha ser maior que o do convencional, ele se mostra consideravelmente
mais econômico no valor total, visto que por possuir resistência elevada, torna-se
possível a redução da espessura da camada de revestimento, além de futuramente
proporcionar um maior intervalo entre as manutenções devido sua durabilidade.
Levando-se em conta o que foi observado em relação ao meio ambiente, a
destinação dos pneus inservíveis é muito importante, pois o descarte incorreto pode
causar problemas. Logo, quando eles são reciclados e utilizados no ligante asfáltico,
diminui a quantidade de pneus descartados sem finalidade de uso, o número de
focos de insetos, riscos de incêndios e desastres ambientais, o que torna uma
alternativa com boa influência para o meio. Apesar do asfalto-borracha também
possuir alguns aspectos negativos quanto a sua utilização, esses são previamente
identificados para assim evitar ou diminuir os danos.
Assim, o asfalto-borracha se mostra mais viável quando comparado ao asfalto
convencional e espera-se que as análises apresentadas neste trabalho possam
contribuir para conscientizar a sociedade a respeito da destinação inadequada dos
pneus inservíveis e posteriores estudos e projetos acerca dos asfaltos com a adição
de borracha.
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49
ANEXOS
50
ANEXO A – COMPOSIÇÃO DE CUSTOS DO CAP
51
52
ANEXO B – COMPOSIÇÃO DE CUSTOS DO ASFALTO-BORRACHA
53
