UTILIZAÇÃO DO ASFALTO BORRACHA EM RELAÇÃO AO ASFALTO CONVENCIONAL

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1 UTILIZAÇÃO DO ASFALTO BORRACHA EM RELAÇÃO AO ASFALTO CONVENCIONAL Daiane Xavier dos Santos 1 - UNITOLEDO Fernanda Rosante da Silva² - UNITOLEDO Aline Botini Tavares Bertequini³ - UNITOLEDO RESUMO A ideia de sustentabilidade é bastante ergonômica, e parte do princípio de desenvolvimento econômico de forma sustentável, repetindo ciclos e fazendo com que o meio ambiente continue sendo explorado, sem apresentar interferência no equilíbrio ambiental atual e futuro do planeta, visando e gerando recursos naturais, sem causar nenhum dano. O asfalto também tem sido uma maneira de fazer reciclagem. O descarte de pneus velhos sempre é um problema para as cidades. Eles ocupam muito espaço e a sua queima libera gases tóxicos na atmosfera. O que tem sido feito é misturar raspas de pneus velhos ao asfalto, gerando assim o chamado asfalto ecológico ou asfalto borracha. O asfalto borracha é um processo que utiliza estes pneus que não servem mais, retirando-os do meio ambiente e empregando-os na confecção do concreto asfáltico. Palavras chaves: Sustentabilidade; Meio Ambiente; Raspas de Pneus; Asfalto Borracha; Qualidade. 1 Graduando em Engenharia Civil pelo Centro Universitário Unitoledo (2017). 2 Graduando em Engenharia Civil pelo Centro Universitário Unitoledo (2017). 3 Mestre em Recursos Hídricos e Tecnologias Ambientais pela Universidade Estadual de São Paulo (2008). 1

2 1. INTRODUÇÃO 1.1 DEFINIÇÃO DE PAVIMENTAÇÃO A construção Civil se destaca em todas as suas modalidades e se caracteriza pela modificação da paisagem, consumo de recursos naturais renováveis e não renováveis, levando à geração de resíduos sólidos e emissões de gases na atmosfera com impactos sobre o meio ambiente, à qualidade de vida da população e à infraestrutura existente. (SECRETARIA DO MEIO AMBIENTE/SÃO PAULO, 1998). Pavimentar uma via de circulação de veículos é obra civil que enseja, antes de tudo, a melhoria operacional para o tráfego, na medida em que é criada uma superfície mais regular e aderente, proporciona conforto no deslocamento e mais segurança em condições de pistas úmidas e molhadas, também uma superfície menos ruidosa diante da ação dinâmica dos pneumáticos, garante um melhor conforto ambiental em vias urbanas e rurais, seja qual for a melhoria física oferecida (BALBO, 2007, p.15). O pavimento é constituído por múltiplas camadas, ou seja, revestimento, base, subbase, subleito e reforço de subleito, sendo sua função suportar o tráfego e colaborar para a segurança e economia no transporte de pessoas e mercadorias (SAMPAIO, 2005). Assim, o pavimento convencional, em virtude da composição de suas camadas gera alto custo, por esta razão tem necessidade de se buscar novas alternativas no mercado que apresentem um melhor custo benefício, ou seja, bom desempenho com baixo custo. 1.2 BREVE HISTÓRICO DE PAVIMENTAÇÕES No âmbito de pavimentação, o Brasil é um país rodoviarista, que transporta mais de 50% de sua carga e quase 100% de seus passageiros por estradas, sendo assim, a melhoria do sistema viário é urgente não apenas por questão de transporte, mas para todos os setores da economia e da sociedade em geral (CNT, 2007). Os pavimentos são desenvolvidos sempre buscando melhorias para que não ocorram defeitos em curto prazo causando desconforto, aumentando custos e até mesmo reduzindo a segurança. Devido a isso, viu-se a possibilidade de melhoria, aprimorando a utilização da borracha de forma a atender suas diversas necessidades e elaborar produtos com qualidade, optando pela adição de ligante de borracha nos revestimentos asfálticos. Não somente investidores como também a 2

3 sociedade, necessitam lidar com formas eficazes para solucionar o problema da eliminação de um volume cada vez maior de resíduos. Os Governos, juntamente com a indústria, as famílias e o público em geral devem envidar um esforço conjunto para reduzir a geração de resíduos e de produtos descartados (CONFERÊNCIA DAS NAÇÕES UNIDAS PARA O MEIO AMBIENTE E O DESENVOLVIMENTO, 2017). 1.3 PATOLOGIAS Quando se necessita de misturas asfálticas para revestimentos asfálticos de alto desempenho, percebe-se hoje que os ligantes asfálticos convencionais não apresentam um desempenho adequado. Os pneus inservíveis começam a fazer parte da matéria-prima e se tornam grandes aliados no modelo ambientalmente correto e na estratégia econômica. O alto volume de tráfego, o excesso de carga por eixo, as temperaturas ambientes elevadas e a falta de manutenção contribuem para que os pavimentos apresentem, de forma acelerada, defeitos como as trincas por fadiga e o acúmulo de deformação permanente nas trilhas de rodas. Uma das causas da ocorrência acentuada de deformação permanente nas rodovias é a baixa resistência ao cisalhamento das misturas asfálticas, que depende da susceptibilidade térmica do ligante asfáltico (NEVES FILHO, 2004). Atualmente, as principais patologias que ocorrem nos pavimentos brasileiros são: o fendilhamento por fadiga e afundamentos plásticos (DNIT, 2006). No Brasil, o documento que define os termos técnicos relativos às classificações das degradações que ocorrem em pavimentos flexíveis e que também é utilizado para padronizar a linguagem adotada na elaboração das normas, entre outras é a Norma DNIT TER 005 (2003), Defeitos nos Pavimentos Flexíveis e Semi-Rígidos Terminologia. Essa Norma possui anexos, com o quadro resumo das degradações, sua codificação e classificação, a representação das degradações e ilustrações fotográficas das mesmas. 1.4 APRESENTAÇÃO DO USO DA BORRACHA COMO UMA FORMA DE UTILIZAÇÃO SUSTENTÁVEL E QUE GARANTA MELHOR DESEMPENHO As raspas da borracha dos pneus são adicionadas aos componentes do asfalto, fazendo com que ele fique mais flexível e seja menos suscetível a rachaduras. Sua melhor característica é o aumento da vida útil do asfalto. Este processo é mais caro que o 3

4 tradicional, mas faz-se importante pelo fato da retirada de resíduos do meio ambiente, já que os pneus usados seriam mesmo descartados, atendendo assim a uma proposta de sustentabilidade. Conforme figura 1, mais de 30 milhões de pneus são descartados no Brasil, por ano. Estima-se que brasileiros já trafegam por trechos de rodovias que utilizam o chamado asfalto borracha há quase 14 anos; uma tecnologia bastante nova para o país, que tem dado resultados excelentes. Segundo estimativas, mais de 2,5 mil km de estradas são cobertas pelo produto em todo o país. Em 2001, após pesquisas, houve a primeira utilização do Asfalto Modificado por Borracha, ou AMB1 no Brasil, que ocorreu em 17 de agosto, no km 319 da BR 116, rodovia sob concessão da Univias. O trecho escolhido fica em Guaíba e Camaquã, no Rio Grande do Sul (GRECA ASFALTOS, 2011). Figura 1: Descarte inadequado de pneus. Fonte: JORNAL POLEMICA (2017). No Brasil, o uso da borracha em pavimentação asfáltica foi aprovado em 1999, por resolução nº258 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama). Porém, a resolução é mais forte no que se refere à instituição da responsabilidade, ao produtor e importador, pelo ciclo total dos pneus, proibindo a sua destinação inadequada e obrigando os fabricantes e importadores a coletarem e darem destino final de forma ambientalmente correta aos produtos que colocam no mercado. (DI GIULIO, G. 2007). 4

5 A figura 2 apresenta exemplo de raspas de pneus. Figura 2: Exemplo de raspas de pneus. Fonte: ECOLATEX (2015). 1.5 VANTAGENS DO USO DO SISTEMA RODOVIÁRIO E DA UTILIZAÇÃO DO LIGANTE MODIFICADO POR BORRACHA Para Rodrigues (2005), o transporte rodoviário é um dos mais simples e eficientes. Sua única exigência é a existência de rodovias. Porém, este modo apresenta um elevado consumo de combustível (tonelada de óleo diesel por km transportado). Rodrigues (2005) também destaca as vantagens e desvantagens do transporte rodoviário, como descrito abaixo: Vantagens: Maior disponibilidade de vias de acesso; Rápidos embarques e partidas; Favorece o embarque de pequenos lotes; Facilidade de substituir o veículo em caso de quebra ou acidente; Maior rapidez de entrega. Desvantagens: Maior custo operacional e menor capacidade de carga; Nas épocas de safras provoca congestionamentos nas estradas; 5

6 Desgasta prematuramente a infraestrutura da malha rodoviária. A seguir, de acordo com Greca (2017), serão apresentadas algumas vantagens principais no uso do ligante modificado por borracha granulada de pneus ou simplesmente asfalto borracha: Redução da suscetibilidade térmica quando comparado com pavimentos construídos com ligante convencional; Aumento da flexibilidade devido à maior concentração de elastômeros na borracha de pneus e a melhor adesividade do ligante aos agregados; Maior resistência ao envelhecimento devido à presença de antioxidantes e carbono na borracha de pneus que auxiliam na redução do envelhecimento por oxidação; Aumento do ponto de amolecimento, pois o ligante asfalto borracha possui um ponto de amolecimento maior que o do ligante convencional melhorando a resistência da formação de trilhas de rodas. 2. OBJETIVOS O artigo contribuirá para melhor compreensão do uso de resíduos de borrachas de pneus na pavimentação, analisando sua viabilidade e sustentabilidade na execução. Apresentará também os custos para um melhor desempenho do asfalto borracha em pavimentos rodoviários, mostrando que o uso do mesmo pode solucionar o problema ambiental causado pelo acúmulo de pneus inservíveis. 3. METODOLOGIA Os métodos de pesquisa adotados para a estrutura de tal trabalho foram livros relacionados ao assunto, jornais, revistas, encartes explicativos de empresas do ramo, e sites. Foram também analisadas reportagens sobre sustentabilidade, e cuidados com o meio ambiente, já que a produção do asfalto borracha colabora com o fato de se ter uma utilização aproveitável para os pneus velhos que relativamente seriam inservíveis. Também foram pesquisadas matérias sobre as necessidades de se implantar um novo material que diminua consideravelmente as fissuras e os buracos encontrados em pavimentos asfálticos. 6

7 4. RESULTADOS 4.1 REAPROVEITAMENTO DE PNEUS INSERVÍVEIS PARA PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA O principal incentivo às tentativas de incorporação dos resíduos de borracha provenientes de pneus é a sua utilização como matéria-prima de materiais que de outra forma seriam considerados apenas rejeitos. Vale destacar que a borracha quando misturada ao asfalto convencional resulta em um produto com características técnicas superiores. ODA (2001) apresenta através da Figura 3, um fluxograma de reaproveitamento de pneus descartados, suas consequências diante do meio ambiente e os possíveis modos de reutilização: Figura 3: Fluxograma de reaproveitamento de pneus descartados. Fonte: ODA (2001). No trabalho de pavimentação de 1 km de rodovias com asfalto borracha, reutilizase em torno de 600 pneus. Para isso é usado pó de borracha extraído do pneu por empresas especializadas, que fazem com que o material se torne útil novamente como matéria-prima na indústria da borracha. Ao ser quimicamente adicionado ao cimento asfáltico de petróleo, o composto resultante dessa extração dá ao asfalto as características que pertenciam ao pneu, como a capacidade de não perder as características funcionais por causa da variação de temperatura, e as vantagens de aumentar a estabilidade e prolongar o tempo de vida útil 7

8 do pavimento. Com a mistura do pó de borracha, o ligante asfáltico fica mais viscoso, mais grosso, e precisa de uma temperatura maior para ficar líquido e se tornar trabalhável. No final, nem se vê a borracha dissolvida, e a última etapa é adicionar pedra ao ligante para enfim aplicar na rodovia. Em obras de pavimentação, a borracha de pneus pode ser incorporada aos materiais asfálticos através de dois processos: úmido e seco. No processo úmido, a borracha moída de pneus descartados (cerca de 5 a 25% do peso total de ligante) é incorporada ao ligante asfáltico antes de se adicionar o agregado. Quando da adição de borracha ao ligante asfáltico, ocorre reação entre os componentes e a alteração de suas propriedades. No processo seco, a borracha de pneus é misturada com o agregado antes de se adicionar o ligante asfáltico. As técnicas de produção de mistura para o processo seco são semelhantes às utilizadas na produção de concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ) convencional. Apesar de algumas evidências de que misturas betuminosas executadas com adição de borracha picada têm suas propriedades melhoradas, pode-se verificar que ainda há muito a ser pesquisado ao longo do tempo, não só mediante ensaios tradicionalmente utilizados, mas também com ensaios e conceitos considerados durante as pesquisas de materiais betuminosos do Programa SHRP (Strategic Highway Research Program). (Romine et al., 1991; Sousa et al., 1994; Bahia et al., 1998). Em tese, o pavimento de asfalto borracha é cerca de 40% mais resistente do que o asfalto convencional. Além da resistência e diminuição de custos de manutenção, a adição da borracha traz outras vantagens, como a sustentabilidade. O asfalto borracha tem maior aderência, o que ajuda a evitar derrapagens dos pneus em dias de chuva. Além disso, pode ser utilizado em qualquer rodovia com as mesmas condições de aplicação do asfalto convencional. Greca Asfaltos (2017) mostra na figura 4, um detalhe das duas pistas do simulador de tráfego da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS): a da esquerda, com Asfalto Borracha após ciclos de um eixo de 10 tf e a da direita, com Asfalto Convencional após ciclos. Podemos observar que a pista de teste com Asfalto Borracha apresenta apenas uma trinca em comparação com a pista com asfalto CAP-20 que se encontra totalmente trincada. 8

9 Figura 4 Simulador de Tráfego Fonte: GRECA ASFALTOS (2017). Também, com relação à deformação permanente, diversos estudos da Universidade de São Paulo (USP) analisaram o comportamento de misturas asfálticas modificadas por asfalto convencional e por asfalto borracha. Tais misturas asfálticas elaboradas com asfalto borracha apresentaram valores de deformação no simulador muito inferiores àqueles verificados em misturas asfálticas com ligantes convencionais. A conclusão foi que a mistura com asfalto borracha mostrou-se menos suscetível à formação de trilhas de roda, conforme figura 5. 9

10 Figura 5 Duas placas após serem submetidas ao simulador de tráfego. A placa da direita é com Asfalto Borracha e deformou-se 5% após ciclos de simulação e a placa da esquerda confeccionada com ligante convencional deformou-se 13% após apenas ciclos. Fonte: GRECA ASFALTOS (2017). Além da resistência e diminuição de custos de manutenção, a adição da borracha traz outras vantagens. "O asfalto-borracha tem maior aderência, o que ajuda a evitar derrapagens e reduz o spray causado pelos pneus em dias de chuva", acrescenta Paulo Rosa, engenheiro-assessor de projetos especiais da Ecovias, empresa do grupo Ecovias. Além disso, pode ser utilizado em qualquer rodovia com as mesmas condições da aplicação do asfalto convencional (CARLINHOS LIMA NEWS, 2015). 4.2 PREÇOS Alternativamente, será apresentado na Tabela 1, um orçamento de custo de uma obra de restauração de 30 km de extensão, em que o projeto especifica a aplicação de uma camada de concreto asfáltico de petróleo com ligante CAP-50/70 de 5 cm de espessura. E em contrapartida um revestimento com asfalto borracha, com redução de espessura de 30%, ou seja, com 3,5 cm de reforço. Assim, para o cálculo de 30 km, se obtém as seguintes quantidades de massa asfáltica e seus respectivos preços: 10

11 Tabela 1 Comparação entre revestimento CBUQ convencional x revestimento CBUQ com asfalto borracha. Revestimento em CBUQ com Asfalto Revestimento em CBUQ convencional: Borracha com redução de 30%: m x 7,00 m x 0,05 m x 2,5 t/m³ m x 7,00 m x 0,035 m x 2,5 t/m³ = toneladas de massa asfáltica de = toneladas de massa asfáltica de CBUQ normal CBUQ com Asfalto Borracha R$ 200,00 por tonelada R$ 230,00 por tonelada Fonte: GRECA ASFALTOS (2009). De acordo com os dados, pode-se economizar um mês de custo fixo das instalações industriais e da mão de obra necessária para a aplicação do revestimento, pois considerando que a produção da usina de asfalto seja de toneladas por mês, teremos 3 meses para aplicar o CBUQ com asfalto convencional e aproximadamente 2 meses para o Asfalto Borracha (no caso da redução de 30%). Premissas adotadas: - O preço do concreto asfáltico de petróleo CAP-50/70 é de R$1.150,00/tonelada; - O preço do Asfalto Borracha é de R$1.550,00/tonelada; - Os preços acima são sem frete; e, - O teor de ligante da mistura asfáltica com CAP-50/70 considerado é de 5,0% e o teor de ligante da mesma mistura com Asfalto Borracha é de 5,5%. Assim, considera-se, o aumento de teor do ligante asfalto borracha na mistura asfáltica já que este é muito mais viscoso que o ligante convencional. Observa-se, portanto, um preço de execução de Asfalto Borracha em torno de 15% mais caro que o preço de execução de CBUQ convencional. Essa majoração remunera os custos para elevar as temperaturas de usinagem da mistura asfáltica e para aumentar a eficiência na compactação do revestimento. Considerando os dados já mencionados, segue abaixo na Tabela 2, a descrição dos custos de execução dos revestimentos de CBUQ com cada tipo de asfalto: 11

12 Tabela 2 Comparação entre revestimento CBUQ convencional x revestimento CBUQ com asfalto borracha. A Grandezas Cálculo Unidade Quantidade de massa asfáltica de CBUQ produzida Tipos de Asfalto Asfalto CAP 50/70 Borracha (Ecoflex) - ton 26,25 18,375 B C Custo de Usinagem/ Aplicação por tonelada de CBUQ aplicado Quantidade de massa x custo de usinagem/ aplicação - R$/ton A x B R$ , ,00 D Teor de Asfalto - % em peso 5 5,5 E Custo do Asfalto por tonelada - R$/ton 1.150, ,00 F Custo Asfalto no CBUQ A x D x E R$ , ,75 G Custo Total da Obra C + F R$ , ,75 Redução do Custo do CBUQ com Asfalto Borracha em substituição ao CAP 50/70 R$ = ,25 % = 14,3 Fonte: GRECA ASFALTOS (2009). A redução de custo quando se utiliza o revestimento de CBUQ com Asfalto- Borracha é dada em porcentagem pelo valor acima, ou seja, a utilização de revestimento com Asfalto Borracha permite uma redução no custo da obra de aproximadamente 14%. Reduções de espessura de menor monta, como 20% ou 25%, também permitirão uma redução importante no custo da obra. 5. DISCUSSÃO Segundo as pesquisas e análises realizadas nesse trabalho e segundo Greca Asfaltos (2009), notamos que a execução e manutenção com asfalto borracha (AB) é 14,0% mais 12

13 viável que uma obra de CAP 50/70, devido à recuperação elástica que possui o asfalto modificado por borracha (AMB), e por suportar uma deformabilidade maior evitando o trincamento da capa de pavimento. Também, fazendo uma análise da vida útil desse trecho, ao longo do tempo seu investimento inicial será recompensado pela sua menor manutenção. Ainda segundo a Greca Asfaltos (2009) a cada km por quilômetro de rodovia com 7,2 m de largura e 4 cm compactado são retirados 1000 pneus da natureza. Assim, com o objetivo de complementar os benefícios do uso de misturas com asfalto borracha em relação às misturas convencionais, essa análise simplificada, nos garante uma economia, em questão dessa escolha. 6. CONCLUSÃO Ao se contratar uma obra com asfalto borracha, é indicado justificar a escolha do material em laudos técnicos que, demonstrem que o custo vai se reverter no futuro em uma durabilidade maior. Tal laudo precisa ser elaborado por um responsável técnico com experiência na área, ou seja, engenheiro civil ou até mesmo um técnico em pavimentação, e deve trazer todas as características da composição do produto no memorial descritivo, nos projetos básico ou executivo, nas planilhas orçamentárias e em cronogramas físicofinanceiros. Sendo o Brasil um país dependente do modal rodoviário, sem possuir perspectivas de mudança desta cultura, as aplicações da tecnologia de asfalto borracha unem várias situações que realçam desenvolvimento e economia. Observa-se que o emprego de asfalto borracha é bastante satisfatório nos resultados de aplicação, aumentando os níveis de qualidade do pavimento, proporcionando maior vida útil, influenciando diretamente nos custos de transporte nacional resultando na diminuição das despesas com manutenção e sendo fundamental para suprir necessidades. 7. REFERÊNCIAS BALBO, J.T. Pavimentação Asfáltica: materiais, projeto e restauração. São Paulo: Oficina de Textos, p 13

14 BRASIL Resolução nº258 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama). Disponível em: < >. Acesso em 22 de novembro de CARLINHOS LIMA NEWS, ASFALTO BORRACHA É USADO A MAIS DE 40 ANOS NO EUA: asfalto borracha. [s. L.]: Ardea Idéias CNT Confederação Nacional dos Transportes. Pesquisa Rodoviária, CONFERÊNCIA DAS NAÇÕES UNIDAS PARA O MEIO AMBIENTE E O DESENVOLVIMENTO - UNICED/RIO Agenda 21. In: SMA Agenda 21 Global. Acesso em DI GIULIO, G. VANTAGENS AMBIENTAIS E ECONÔMICAS NO USO DE BORRACHA EM ASFALTO: Reciclagem. Campinas: Inovação Uniemp V.3 N.3 Campinas Maio/jun. 2007, v. 33, Versión Impresa Issn DNIT, TER 005 (Defeitos nos Pavimentos Flexíveis e Semi-rígidos - Terminologia). Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes (DNIT), Rio de Janeiro, Brasil. Disponível em: acessado em 1 novembro de DNIT, Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos, 2ª Edição. Ministério dos Transportes Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes (DNIT), Diretoria de Planejamento e Pesquisa. Instituto de Pesquisas Rodoviárias. Publicação IPR 720. Rio de Janeiro, Brasil, Disponível em: acessado em 20 de Outubro de ECOLATEX, Piso ecológico. Raspas de borracha granulada 100% reciclada, GRECA ASFALTOS. Contabilidade ecológica Asfalto-borracha. Disponível em: < acesso em: 18 de Outubro GRECA ASFALTOS. Fatos & Asfaltos, Informativo quadrimestral, ano 8, nº 24 de Outubro, GRECA ASFALTOS. Linha Ecoflexpave. Disponível em: < acesso em 15 de Outubro de JORNAL POLEMICA. Asfalto feito com pneus Uma solução para o meio ambiente. Disponivel em: < Acesso em 21 de Novembro de

15 NEVES FILHO, C. L. D. Avaliação Laboratorial de Misturas Asfálticas SMA Produzidas com Ligante Asfalto-Borracha. Dissertação (Mestrado) Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, SP, ODA, S. Análise da Viabilidade Técnica da Utilização do Ligante Asfalto. Borracha em Obras de Pavimentação. Tese (Doutorado em Transportes) Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Paulo, ODA, S. Borracha de pneus como modificador de cimentos asfálticos para uso em obras de pavimentação. Departamento de Engenharia Civil, Universidade Estadual de Maringá, Paraná, ROMINE ET AL., 1991; SOUSA ET AL., 1994, BAHIA ET AL., Programa SHRP (Strategic Highway Research Program). RODRIGUES, R. M. Estudo do trincamento dos pavimentos. Rio de Janeiro. Tese de Doutorado em Engenharia COPPE. Universidade Federal do Rio de Janeiro, 208p SAMPAIO, E.A.N. Análise da viabilidade técnica do uso de borracha de pneus inservíveis como modificadores de asfaltos produzidos por refinarias do Nordeste Unifacs, Salvador (2005). SECRETARIA DO MEIO AMBIENTE DO ESTADO DE SÃO PAULO - SMA/SP. Documentos Ambientais: educação ambiental. São Paulo: Governo do Estado de São Paulo, Assinado Protocolo para melhorar o desempenho ambiental na construção. Disponível em: < Acesso em: 10 de outubro de