43ª RAPv REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO

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1 43ª RAPv REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO E 17º ENACOR ENCONTRO NACIONAL DE CONSERVAÇÃO RODOVIÁRIA Maceió, AL 29 de julho a 1º de agosto de 2014 ANÁLISE DAS CONDIÇÕES DE ADERÊNCIA DA PISTA DE POUSO E DECOLAGEM DO AEROPORTO INTERNACIONAL PINTO MARTINS, EM FORTALEZA/CE José Ciro Pinheiro Neto 1 ; Francisco Heber Lacerda de Oliveira 2 ; Marcos Fábio Porto de Aguiar 3 & Fernando Feitosa Monteiro 4 RESUMO Com o crescimento constante do número de operações de voos no Aeroporto Internacional Pinto Martins, localizado em Fortaleza, Estado do Ceará, há uma maior preocupação com a capacidade do terminal de passageiros, mas, principalmente, com a avaliação e a manutenção da sua pista de pouso e decolagem, para que esta garanta a segurança das aeronaves e dos passageiros que dela se utilizam. A segurança de uma pista de pouso e decolagem é dependente de vários fatores, sobretudo da aderência gerada pelo revestimento do pavimento para a efetiva interação pneu-pavimento. Com o objetivo de garantir a qualidade, a segurança das operações e a durabilidade do pavimento, entre agosto de 2011 e agosto de 2012 foram realizadas obras de recuperação do revestimento asfáltico da pista de pouso e decolagem do referido aeroporto. Com base nos levantamentos de dados da Macrotextura e do Coeficiente de Atrito, realizados pela Empresa Brasileira de Infraestrutura Aeroportuária (INFRAERO), o presente artigo compara e discute esses dados, antes, durante e depois dessa recuperação, de forma a acompanhar a situação do pavimento ao longo do tempo, para se certificar das suas condições de segurança operacional diante das exigências normativas atuais da Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC), em especial, como a aderência do pavimento se comporta ao longo do tempo, quando exposto ao tráfego, às condições climáticas e às práticas de manutenção adotadas, a exemplo da remoção de borracha. PALAVRAS-CHAVE: macrotextura, coeficiente de atrito, pavimentos, aeroportos. ABSTRACT With the steady growth in the number of flight operations at Pinto Martins International Airport, in Fortaleza, State of Ceará, there is a greater concern with the ability of the passenger terminal, but mainly with the evaluation and maintenance of your airstrip and takeoff, so that it ensures the safety of aircraft and passengers that it is using. The safety of a landing and takeoff is dependent on several factors, especially the grip generated by the road surface for effective tire-pavement interaction. In order to ensure the quality, safety and durability of operations of the pavement, between august 2011 and august 2012 restoration work the asphalt track surface landing and takeoff of that airport were performed. Based on survey data Macrotexture and Coefficient of Friction, conducted by the Brazilian Airport Infrastructure Company (INFRAERO), this paper discusses and compares this data before, during and after this recovery, in order to monitor the situation of the pavement over time, to make sure the conditions of their operational safety given current regulatory requirements of the National Civil Aviation Agency (ANAC), in particular, as the grip of the pavement behaves over time when exposed to traffic, the climatic conditions and maintenance practices adopted, such as the removal of rubber. KEY WORDS: macrotexture, coefficient of friction, pavements, airports. 1 Aluno de graduação em Engenharia Civil da Universidade de Fortaleza - UNIFOR. Centro de Ciências Tecnológicas. Av. Washington Soares, 1321, Edson Queiroz. CEP Fortaleza. Ceará. ciropinheiro1992@gmail.com 2 Professor Auxiliar da Universidade de Fortaleza - UNIFOR. Centro de Ciências Tecnológicas. Av. Washington Soares, 1321, Edson Queiroz. CEP Fortaleza. Ceará. heberoliveira@unifor.br 3 Professor da Universidade de Fortaleza UNIFOR e do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará - IFCE. Fortaleza. Ceará. E- mail: marcosporto@unifor.br e. 4 Aluno de graduação em Engenharia Civil da Universidade de Fortaleza - UNIFOR. Centro de Ciências Tecnológicas. Av. Washington Soares, 1321, Edson Queiroz. CEP Fortaleza. Ceará. fernandodm91@hotmail.com

2 INTRODUÇÃO O crescimento da economia brasileira e, mais ainda, da cidade de Fortaleza tem contribuído efetivamente para o constante crescimento no número de operações de voos no Aeroporto Internacional Pinto Martins, uma vez que a necessidade de locomoção de pessoas e de mercadorias só tende a aumentar, juntamente com a necessidade de que cada vez se gaste menos tempo nessa locomoção. Com isso o avião, que é o modal de transporte mais rápido para deslocamentos de grandes distâncias, tende a se tornar a alternativa mais viável. A exemplo de alguns aeroportos brasileiros, o Internacional Pinto Martins, que se localiza em Fortaleza e é de suma importância para a economia da região, encontra-se em território urbano, e isso é prejudicial para o funcionamento do aeroporto, pois o crescimento desordenado das grandes cidades acaba por consumir as áreas que poderiam posteriormente servir para a sua expansão, visto que cada vez mais conta-se com a utilização de aeronaves maiores e mais modernas, demandando maiores comprimentos de pistas para a segura operação da aeronave. Quando esses maiores comprimentos das pistas, não estão disponíveis para a construção nos aeroportos, pois muitas vezes são reduzidas ou até mesmo perdidas para o território urbano, as condições de aderência dos pavimentos, unidos às condições de manutenção do revestimento tornam-se as únicas formas de manter-se a segurança das operações das aeronaves, pois quando uma pista apresenta um bom coeficiente de atrito, esta estará gerando para os usuários do aeroporto uma maior condição de segurança e conforto, pois proporcionará melhores condições ao processo de frenagem das aeronaves. Por serem localizados, em grande parte, em uma zona tropical, vários aeroportos brasileiros estão sujeitos à ocorrência de chuvas intensas. Isso torna-se um fator de grande contribuição para a diminuição da segurança das aeronaves nas operações de pouso e decolagem, uma vez que a aderência entre os pneus das aeronaves e a superfície das pistas diminui com o aumento da quantidade de água existente sobre essas pistas (BEZERRA FILHO e OLIVEIRA, 2013). A segurança na operação de pousos e decolagens é diretamente dependente da interação pneupavimento, que é proporcionada pela aderência, ou seja, pela textura e pelo coeficiente de atrito da pista. Para a manutenção desses coeficientes em níveis seguros, estratégias de manutenção são de suma importância, pois se a textura do pavimento não estiver adequada, isso refletirá no coeficiente de atrito que consequentemente refletirá, na distância de frenagem da aeronave, propiciando ainda o risco de derrapagem da aeronave. De acordo com a Boeing, citada por Brandão (2012), estatísticas obtidas em diversos aeroportos em todo o mundo, cerca de 10% dos acidentes fatais com aeronaves comerciais a jato, ocorridos entre os anos de 2002 e 2011, deram-se nas primeiras fases de voo decolagem e 20% dos acidentes fatais se deram nas últimas fases de voo pouso. No presente trabalho, serão feitos estudos das condições de aderência da pista de pouso e decolagem do Aeroporto Internacional Pinto Martins, utilizando-se dados fornecidos pela INFRAERO Empresa Brasileira de Infraestrutura Aeroportuária, com o objetivo, de avaliar a segurança das operações e seu comportamento, quando exposta às condições de utilização, como a exposição à chuva, ao acumulo de borracha, às operações de manutenção, e à degradação do tempo, focando-se ainda nas possíveis influencias geradas pela obra entre 2011 e 2012 sobre os ensaios, em que foi realizada a manutenção do revestimento da pista de pousos e decolagens, que foi executada visando garantir a segurança e o conforto dos usuários e a durabilidade da pista.

3 A regulação do transporte aéreo brasileiro é realizada atualmente pela ANAC Agência Nacional da Aviação Civil, esta tem a responsabilidade de regulação dos pavimentos aeroportuários brasileiros, com isso os procedimentos e avaliações deste trabalho, serão realizados observando-se as normas, regras e procedimentos deste órgão. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Vários fatores colaboram para a aderência pneu-pavimento em pistas molhadas, mas dois são essenciais: a textura superficial da pista e características dos pneus (ranhuras, pressão de inflação, dimensões e tipo), BERNUCCI et al. (2007). As condições de aderência de pavimentos aeroportuários constituem-se fatores de grande relevância nas avaliações de superfície e na decisão de manutenções, principalmente das pistas de pouso e decolagem, BERNUCCI et al. (2007). Microtextura, Megatextura e Irregularidade A textura superficial do pavimento pode ser dividida entre Microtextura, Macrotextura, Megatextura e Irregularidade, classificadas de acordo com o seu comprimento de onda. A divisão indicada pela PIARC The World Road Association, pode ser visualizada na Tabela 1. Tabela 1: Classificações da textura superficial. Fonte: Bernucci et al. (2007) Classificação da Textura Faixa de Comprimento de Onda Microtextura 0 0,5 mm Macrotextura 0,5 mm 50 mm Megatextura 50 mm 500 mm Irregularidade 0,5 m 50 m A microtextura, segundo Rodrigues Filho (2006) apud BEZERRA FILHO e OLIVEIRA (2013), é caracterizada pelo grau de rugosidade ou aspereza individual da superfície das partículas do agregado que compõem a mistura asfáltica ou de Concreto de Cimento Portland da camada de revestimento. A microtextura do pavimento não é visível a olho nu, mas pode ser percebida através do tato. A megatextura e a irregularidade interferem na dinâmica veicular e no contato do veículo com o pavimento, afetando também a estabilidade direcional e a aderência em pistas molhadas. No entanto, para a avaliação da textura da superfície no que se refere à aderência são enfocadas a microtextura, dependente da superfície e aspereza dos agregados, e a macrotextura, dependente da rugosidade formada pelo conjunto agregados e mástique. BERNUCCI et al. (2007) Macrotextura A macrotextura caracteriza-se por ser a profundidade média dos espaçamentos entre as partículas de agregado na mistura e é a grande responsável pela drenagem superficial, proporcionando assim um melhor contato entre os pneus e o pavimento através da existência de canais de escoamento para a água à superfície do pavimento (DUARTE, 2011) apud BRANDÃO (2012). Ainda conforme Duarte (2011) apud Brandão (2012), a macrotextura tem especial importância no caso dos pavimentos aeroportuários. Devido às suas características geométricas particulares, a

4 drenagem superficial torna-se bastante dificultada comparativamente a um pavimento rodoviário, pelo que vai ser essencial à questão do relevo da superfície do revestimento do pavimento para proporcionar uma boa drenagem com ênfase para as pistas de pouso e decolagem. A diferença entre microtextura e macrotextura no pavimento, pode ser observada na Figura 1. Figura 1: Ilustração dos conceitos de micro e macrotexturas. Fonte: Rodrigues (2006) apud Vasconcelos Filho (2012) A macrotextura é o principal responsável pela drenagem ativa de água da superfície dos pavimentos aeroportuários. Por isso existe a preocupação com relação à impregnação de borracha, já que esse contaminante pode preencher as ranhuras e não permitir o adequado escoamento da água, favorecendo os eventos de aquaplanagem (OLIVEIRA, 2009). Para obtenção dos valores de macrotextura, vários métodos podem ser utilizados, porém o mais utilizado no Brasil é o método da mancha de areia, proposto pela ANAC. O método da Mancha de Areia de acordo com ANAC (2012), baseia-se no espalhamento, o mais uniformemente possível, de um volume de 24cm³ de areia com granulometria contida entre as peneiras 50 e 100, sobre a superfície do pavimento a ser avaliado, em movimentos circulares, com o auxílio de um espalhador com base circular de borracha, conforme ilustrado na Figura 2. Figura 2: Materiais empregados, espalhamento de areia sobre a superfície, medida do diâmetro do circulo formado. Fonte: Bernucci et al. (2007) É recomendado, conforme a ANAC (2012), no mínimo três medições de profundidade do relevo, sendo obtida a média dessas medições a cada 100m a partir da cabeceira mais utilizada da pista, em pontos localizados a 3m do eixo, alternadamente à direita e à esquerda deste. Sempre que evidentes falhas do relevo superficial forem observadas, um maior número de medições deve ser realizado. A ANAC (2012), indica que o operador de aeródromo deve manter a profundidade média da macrotextura com índice maior ou igual a 0,60mm para a pista de pouso e decolagem em operação valor que antes da última resolução de 2012 era de 0,50mm. Coeficiente de atrito A aderência pneu-pavimento é fortemente influenciada pela qualidade da área de contato pneupavimento, sendo que a presença de água sobre as pistas é um fator importante a ser considerado.

5 Essa aderência depende ainda da força de atrito resultante do contato entre as duas superfícies, como afirma SOUZA et al. (1994) apud VASCONCELOS FILHO (2012). Para Wells e Young (2004) apud CAVALCANTE (2012) o atrito da superfície das pistas aeroportuárias permite que as aeronaves acelerem durante o procedimento de decolagem, assim como desacelerem seguramente após o pouso. A ausência de um efetivo coeficiente de atrito nessas pistas proporciona ocorrências de derrapagem, deslizamento ou aquaplanagem, com a consequente perda de controle das aeronaves na superfície. Para a medida do coeficiente de atrito, pode-se utilizar diferentes métodos e técnicas. Muitos dos equipamentos medidores do atrito são, em geral, rebocáveis e permitem a medida do atrito de um ou mais pneus, podendo ter os pneus bloqueados e arrastados, simulando a frenagem, ou ainda com pneus livres para rolarem, tendo neste caso certo ângulo em relação à direção de deslocamento (BERNUCCI et al., 2007). Exemplos de equipamentos que podem ser utilizados para a medição do coeficiente de atrito, estão expostos na Tabela 2. Tabela 2: Parâmetros de Coeficiente de Atrito. Fonte: ANAC (2012) Para a realização dessas medições, foi utilizado o equipamento Mu-meter na velocidade de 65km/h, para o qual, o valor de manutenção adotado do coeficiente de atrito é de 0,50mm, conforme ANAC (2012). LEVANTAMENTOS E DADOS UTILIZADOS O Aeroporto Internacional Pinto Martins, localizado em Fortaleza, estado do Ceará, segundo descrição de Oliveira (2009), possui uma pista de pouso e decolagem, medindo m de comprimento, por 45 m de largura útil. Tem, ainda, 12 pistas de taxiamento de aeronaves, todas de pavimento asfáltico e boa capacidade de suporte (BEZERRA FILHO e OLIVEIRA, 2013).

6 O presente artigo propõe a avaliação da aderência do pavimento da pista de pousos e decolagens do Aeroporto Internacional Pinto Martins, com base na macrotextura e no coeficiente de atrito, com dados cedidos pela INFRAERO, de acordo com as normas da ANAC. No ano de 2011, em agosto, foram iniciadas as obras de recuperação do revestimento asfáltico da pista de pousos e decolagens do Aeroporto Pinto Martins, como esta obra traz impactos diretos na medição tanto do coeficiente de atrito, como na macrotextura, o presente estudo atentará para como se comportam os dados dos estudos realizados antes, durante e depois da obra, que foi finalizada em setembro de Os pavimentos aeroportuários, como já foi citado anteriormente, estão constantemente expostos à influência externa, como no caso de chuvas, oscilações de temperatura, acumulo de borracha por parte dos pneus das aeronaves, e também pelas próprias ações de manutenção da pista, e um pavimento ao longo do tempo exposto a todas essas agressões, certamente irá sofrer danos, como também modificações nas suas características de macrotextura e de coeficiente de atrito, portanto no presente trabalho também será observado pelo estudo desses coeficientes, como a pista de pousos e decolagens, se comporta quando sujeita a esses agentes. Para o estudo atual foram utilizados dados da avaliação de macrotextura e coeficiente de atrito da pista de pousos e decolagens do Aeroporto Internacional Pinto Martins, de verificações realizadas no ano de 2007, 2011, 2012 e 2013, com isso o estudo, será dividido em antes, durante e depois da obra de recuperação do revestimento. Para haver uma padronização no trabalho, todas as referências à divisão em três terços da pista de pousos e decolagens serão referidas à divisão em 1º terço de 100 a 800 metros, 2º terço de 900 a 1600 metros e 3º terço de 1700 a 2400 metros. A utilização do pavimento é feita com o pouso iniciando no 1º terço da pista, de modo que nesse trecho há a tendência de haver maior acúmulo de borracha devido o contato inicial e do início da frenagem dos pneus da aeronave com o revestimento do pavimento do aeroporto, com isso tendendo a se obter menores coeficientes de macrotextura e coeficiente de atrito, quando comparado aos outros dois terços. Do mesmo modo que o 3º terço tende a obter maiores valores, quando comparado aos outros dois terços, em razão, que próximo ao fim do segundo terço, aproximadamente aos 1500 metros, as aeronaves deslocam-se da pista de pousos e decolagens, para a realização do desembarque, gerando uma baixa utilização do revestimento do pavimento do 3º terço da pista. O coeficiente de atrito de acordo com a ANAC, deve ser medido a 3 e 6 metros do eixo da pista à esquerda e à direita. As operações de pousos e decolagens do Aeroporto Pinto Martins são compostas em sua maioria por aeronaves de médio porte, estas aeronaves, tendem a ter seus pneus em contato com o pavimento próximo dos 3 metros de distância do eixo da pista, com isso, o coeficiente de atrito medido na distância de 3 metros do eixo da pista, no caso do Aeroporto Pinto Martins devido o caso particular das aeronaves em operação, tende a ser menor do que o medido a 6 metros do eixo da pista, tanto à esquerda quanto à direita, uma vez que a pista a 6 metros do eixo, acaba por ser menos solicitada. Antes da obra de recuperação do revestimento

7 Dados de 2007 e 2011, permitirão que o presente artigo faça os estudos propostos para a macrotextura e o coeficiente de atrito da pista de pousos e decolagens do Pinto Martins, antes da obra de recuperação da camada de revestimento do pavimento. Macrotextura Para o estudo da macrotextura, antes da obra de recuperação do revestimento asfáltico, serão utilizados, os levantamentos realizados em janeiro, agosto e novembro de 2007 representados pelo gráfico da Figura 3 e abril, maio e julho de 2011 representados pelo gráfico da Figura 4. Figura 3: Gráfico da Macrotextura, em Fonte: Oliveira e Nobre Junior (2009) O primeiro terço apresenta em todas as avaliações uma macrotextura abaixo da linha de reparo aconselhada pela ANAC, o segundo terço é observado valores bastante elevados, que também não são benéficos tanto para a estrutura do pavimento, quanto para a operação da aeronave, pois pode gerar a desagregação entre o agregado e o ligante do revestimento, e o terceiro terço, contrariando a suposição de que este apresentaria valores maiores que o segundo terço, devido a sua baixa taxa de utilização, apresenta valores inferiores ao segundo terço, embora ainda maiores que o primeiro terço, visto que esse já apresenta valores abaixo das normas de segurança. Figura 4: Gráfico da Macrotextura em relação ao comprimento da pista de pousos e decolagens, em Fonte: Brandão (2012) Nessa avaliação, que pouco precede as obras de recuperação do revestimento para a medição de julho é apresentado no segundo terço, aproximadamente aos 1000 metros, um baixo valor de macrotextura, estando abaixo do nível de reparo, contrariando as normas de segurança da ANAC. É observado ainda, muita variação quanto às avaliações ao longo de todo o comprimento da pista. Coeficiente de atrito Para o estudo do coeficiente de atrito, antes da obra de recuperação do revestimento asfáltico, serão utilizados, os levantamentos realizados em março, setembro e dezembro de 2007 representados pelo gráfico da Figura 5 e abril, maio e junho de 2011, representados pelo gráfico da Figura 6 e da

8 Figura 7. Como esperado o primeiro terço apresenta valores menores que os outros dois terços, chegando a estar abaixo da linha de manutenção, para o equipamento de medição utilizado. Figura 5: Gráfico do Coeficiente de Atrito, em Fonte: Oliveira e Nobre Junior (2009) Figura 6: Gráfico do Coeficiente de Atrito, em 2011, a 3 metros do eixo da pista. Fonte: Vasconcelos Filho (2012) Figura 7: Gráfico do Coeficiente de Atrito, em 2011, a 6 metros do eixo da pista. Fonte: Vasconcelos Filho (2012) Para o caso particular do Aeroporto Pinto Martins, as medições de coeficiente de atrito, a 6 metros do eixo da pista, tendem a serem maiores que as medições realizadas a 3 metros do eixo da pista, devido ao tipo predominante de aeronaves e operação, isso pode ser verificado claramente ao fazer a comparação entre os gráficos inseridos nas figuras 6 e 7. Durante a obra de recuperação do revestimento Durante a obra de recuperação do revestimento asfáltico da pista de pousos e decolagens, serão utilizados levantamentos de 2012.

9 Macrotextura Para o estudo da macrotextura, durante a obra de recuperação do revestimento asfáltico, serão utilizados, os levantamentos realizados em janeiro, abril e julho de 2012, representados pelo gráfico da Figura 8. Figura 8: Gráfico da Macrotextura, em Ao aproximar-se o fim da obra, a medição de julho apresenta valores mais uniformes, com menos variações ao longo do comprimento da pista, proporcionados pelo novo revestimento. Coeficiente de atrito Para o estudo do coeficiente de atrito, durante a obra de recuperação do revestimento asfáltico, serão utilizados, os levantamentos realizados em janeiro e julho de 2012, representados pelos gráficos da Figura 9 e da Figura 10 respectivamente. Figura 9: Gráfico do Coeficiente de Atrito, em janeiro de Figura 10: Gráfico do Coeficiente de Atrito, em julho de 2012.

10 A figura 10 apresenta valores com pouca variação ao longo da pista, quando comparada as medições realizadas antes da obra, e que as medições a 6m do eixo da pista, apresentam valores em sua maioria superiores às medições a 3 metros do eixo. Depois da obra de recuperação do revestimento A obra de recuperação do revestimento asfáltico da pista de pousos e decolagens do Aeroporto Pinto Martins, teve fim em setembro de 2012, para o estudo das características de aderência depois da obra, serão utilizados dados levantados em 2012 e Macrotextura Para o estudo das características de macrotextura, depois da obra, serão utilizados, dados de levantamentos realizados em outubro de 2012, e maio e novembro de 2013, representados pelo gráfico da Figura 11. Figura 11: Gráfico da Macrotextura, em 2012 e Os dados referentes à macrotextura, de outubro de 2012, medição realizada pouco depois do termino da obra, diferente do que tende a se acreditar, são inferiores aos de maio e novembro de 2013, uma vez que esse pavimento encontra-se sob influência do acumulo de borracha, pela utilização das aeronaves. O fato de a macrotextura de 2013 apresentar valores superiores aos de 2012, deve-se às atuais efetivas técnicas de manutenção, como o novo equipamento para a remoção de borracha, que de acordo com a pesquisa de CAVALCANTE (2012), mostra-se um procedimento de bastante eficácia. Coeficiente de atrito Para o estudo do coeficiente de atrito, depois da obra os levantamentos realizados que serão utilizados, são os de outubro de 2012 e novembro de 2013, representados pelos gráficos da Figura 12 e da Figura 13 respectivamente.

11 Figura 12: Gráfico do Coeficiente de Atrito, em outubro de Figura 13: Gráfico do Coeficiente de Atrito, em novembro de Pouco mais de um ano após o termino das obras, a avaliação de novembro de 2013 nos permite tomar noção da influência da utilização da pista no efetivo atrito desta avaliando-se a medição a 3 metros à esquerda do eixo da pista, pois percebe-se que o primeiro e o segundo terço apresentam grande queda em relação à medição logo após o fim da obra, ainda na avaliação de novembro de 2013, é importante observar o trecho de 400 metros, que apresenta valor próximo ao nível de manutenção. CONSIDERAÇÕES FINAIS Diferente do que pode se esperar, em alguns trechos, os coeficientes irão diminuir, depois da obra, ao comparar com os resultados anteriores, porém a pista encontra-se em perfeitas condições de segurança, pois o revestimento foi substituído na referida obra, e todos os coeficientes analisados referentes à aderência, encontram-se acima dos níveis de reparos sugeridos pela ANAC. Com o estudo desenvolvido, ficou clara a importância de um rígido acompanhamento das características das pistas de pousos e decolagens dos Aeroportos Brasileiros, pois a influência do ambiente e das condições de utilização, tendem a agredir esses revestimentos em curtos espaços de tempo, podendo levá-los a condições inseguras para a operação, tornando crucial todas as técnicas de avaliação e manutenção realizadas nesses pavimentos de acordo com as normas da ANAC para as condições, de conforto e segurança dos usuários.

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