A
evolução tecnológica dos equipamentos de construção e manutenção de rodovias
foi muito além de prover ao operador melhores condições de trabalho e maiores
facilidades de operação. As técnicas de engenharia civil aplicadas à
pavimentação foram evoluindo conforme as máquinas foram sendo desenvolvidas e
aprimoradas, de forma a possibilitar que houvesse um grande aumento de produção
e também redução dos custos gerais da obra em relação as técnicas que eram até
então utilizadas.
As
técnicas hoje existentes permitem que a estrutura do pavimento tenha uma longa
vida útil e que a camada de rolamento seja de alta qualidade. Para realizar um
projeto de qualidade é preciso conhecer bem as técnicas e equipamentos
existentes, além de realizar a devida vistoria e estudo do local para escolher
qual será a forma de construção ou intervenção necessária.
Algumas
máquinas de maior porte geram um custo operacional inferior a equipamentos
menores, embora o valor inicial de aquisição seja maior. O valor total de uma
obra nem sempre é fácil de calcular precisamente, e muitas vezes geram
transtornos devido a erros na composição dos custos. Uma máquina de menor porte
ou um equipamento antigo podem apresentar altos custos de manutenção e peças, e
uma taxa de produção baixa, cuja combinação acaba encarecendo os custos gerais
ao longo de uma obra.
Nos
últimos anos foram acompanhados inúmeros equipamentos com novas tecnologias em
obras rodoviárias pelo Brasil, e assim obtivemos dados mais precisos sobre
produção e custos operacionais. Abaixo, segue seis exemplos:
1. Rolos Compactadores de Solos de
20.000 kg.
Nas
etapas iniciais da obra, em compactação do subleito e das camadas de base, os
rolos mais utilizados são os da faixa de 11 toneladas de peso operacional. Modelos
mais pesados, de 20 toneladas, agregam algumas vantagens em obras onde é
preciso alta taxa de produção, tais como barragens e grandes movimentações de
terra, e em obras de reciclagem de asfalto onde a Recicladora apresenta uma
alta velocidade de avanço e gera uma dificuldade ao comboio de compactação em
executar o mesmo avanço.
Um
único rolo de 20 toneladas pode fazer o trabalho de dois rolos de 11 toneladas,
e dependendo do tipo de solo, com diminuição do número de passadas totais
necessárias para alcançar a máxima densidade do solo. Soma-se a isto uma grande
economia no consumo de combustível. Em média, o consumo de um rolo de 11.000 kg
é de 12 litros por hora, enquanto no rolo de 20.000 kg com sistema eletrônico
de gestão do motor é de 17 litros por hora. Considerando que o rolo mais pesado
realiza o trabalho de dois rolos mais leves, a economia é de aproximadamente
30% no custo de combustível consumido.
Os
rolos vibratórios possuem o Impacto Dinâmico, que é o somatório da Força
Centrífuga gerada pelo movimento de vibração do cilindro e o peso do módulo
dianteiro. Um rolo de 11 toneladas chega a 30.000 kgf de impacto, enquanto um
rolo de 20 toneladas chega a mais de 45.000 kgf. Portanto, é preciso selecionar
com cuidado o equipamento de acordo com as características da obra. Dentro de
cidades, próximo a edificações e em pavimentos com estrutura formada por
camadas mais finas, o ideal é utilizar o rolo mais leve. Já em obras pesadas a
solução com um rolo de 20.000 kg é a melhor em termos de maior produtividade e
menor custo de operação.
A diferença de dimensões entre rolos de 11 ton (direita) e de 20 ton (esquerda) é mínima.
2. Usinas de Asfalto com reaproveitamento de material
fresado
Misturas
asfálticas sustentáveis têm sido estudadas há alguns anos no sentido de
melhorar ou substituir as técnicas tradicionais. A principal é a reciclagem a
quente em usina de asfalto através da utilização do resíduo da fresagem do pavimento,
conhecido como RAP (Reclaimed Asphalt
Pavement) como um insumo, junto com agregados minerais virgens, na produção
de misturas asfálticas.
As
usinas de asfalto estão se atualizando e processando taxas cada vez maiores de
RAP, tornando esta tecnologia viável nos aspectos ambiental, econômico e
técnico. Fora das fronteiras brasileiras, principalmente na América do Norte e
Europa, esta técnica é amplamente difundida, com uso do RAP em altas taxas na
produção de novas misturas asfálticas.
É
muito comum encontrar em obras rodoviárias grandes áreas de armazenamento de
RAP, que não tem uma reutilização adequada. O uso de RAP diminui o custo de
materiais pétreos por cada tonelada produzida de asfalto, que representa mais
de 25% dos custos totais. Se um projeto determinar que o traço da mistura
asfáltica deve reutilizar 30% de RAP em sua composição, pode haver uma redução
de até 15% no custo total de produção. De acordo com alguns estudos realizados no
Brasil, há uma considerável redução de custos com o reaproveitamento do
material asfáltico fresado.
3. Fresadoras de maior porte com menor custo
horário de operação
Estudos
comparativos realizados mostram que uma fresadora de maior porte apresenta um
custo horário inferior por metro quadrado fresado em relação a uma máquina
menor. Sendo assim uma grande vantagem a sua utilização em obras onde sejam
requeridos altíssimos volumes de produção. Os dois modelos estudos são a fresadora Wirtgen W 100, fabricada no
Brasil, com locomoção sobre rodas e 1 metro de largura de trabalho, e a
fresadora Wirtgen W 200, importada da
Alemanha, com locomoção sobre esteiras e 2 metros de largura de trabalho.
Diversos
fatores e variáveis influenciam a produção da fresagem asfáltica, tais como o
tipo de cilindro de corte, o tipo de bit utilizado, o nível de dureza do
asfalto, a temperatura da superfície, a logística da obra para que não gere
interrupções e a experiência do operador. Considerando fatores similares, o
comparativo entre os dois modelos apresenta um índice de produção muito maior
para a fresadora de grande porte. Considerando uma camada de 5 centímetros de
espessura, a velocidade de fresagem do modelo W200 é de aproximadamente 20
metros por minuto, enquanto que na W100 é de 11 metros por minuto. O modelo
W200 tem o dobro de largura de trabalho, consequentemente o volume fresado total
por minuto ou hora é muito maior. Em valores teóricos, a capacidade máxima da
W100 é de 115 m³/h enquanto a da W200 é de 375 m²/h.
A
composição de custos de fresagem envolvem os custos da máquina (depreciação,
juros, manutenção preventiva, combustível, lubrificantes e água), do consumo de
ferramentas de corte (bits e porta-bits) e o salário do operador. Estes valores
somados devem ser divididos pela capacidade de produção do equipamento, que é a
área fresada em metro quadrado a cada hora. Como a capacidade de produção da
W200 é muito maior do que a W100, os gastos iniciais acabam se tornando menores
na composição de custos. Conforme maior seja a capacidade de produção da
máquina por hora, menores serão os custos operacionais horários. 
Modelos de fresadoras: 1 metro de largura de trabalho (esquerda) e 2 metros.
4. Lastros e controle de calibragem em
Rolos de Pneus
Ao
contrário das fresadoras de asfalto, um rolo compactador de pneus um pouco mais
leve apresenta um custo operacional inferior ao modelo mais pesado. Há um maior
consumo de combustível quanto mais lastros esteja inserido no rolo, ou seja,
quanto maior o seu peso operacional. Isto porque o equipamento é único, com a
mesma potência de motor e mesmo projeto hidráulico, para as variações desde
10.000 kg até 28.000 kg de peso operacional.
Para compensar uma menor carga aplicada por pneu, é importante que o sistema de
controle de pressão e calibragem dos pneus esteja funcionando corretamente. É
recomendado que a pressão aplicada seja a intermediária, o que proporciona 100%
de contato com a camada asfáltica, garantindo assim precisão e qualidade na
compactação e acabamento. Se a pressão dos pneus está demasiadamente alta, há
uma diminuição no contato com a camada de asfalto, sem uniformidade na
aplicação da força. Se a pressão dos pneus está muito baixa, há contato apenas
nas laterais dos pneus, deixando um vazio sem compactação na parte central. Em
camadas de até 5 centímetros de espessura, um rolo de até 15.000 kg aplica força
suficiente para a compactação e acabamento da superfície asfáltica desde que
esteja com a pressão correta.
5. Distribuidor de cimento junto à Recicladora de
Asfalto
Em
obras de estabilização de solos e reciclagem de asfalto pode ser utilizado a
cal ou o cimento como um agente ligante para agregar propriedades de forma a
melhorar as condições do material existente. Todavia é preciso que haja
precisão na adição destes materiais. A adição manual ou com equipamentos
inadequados não garantem a precisão necessária. A falta ou o excesso de agentes
ligantes acarretam danos técnicos e prejuízos financeiros para a obra.
A
adição de cimento em excesso faz com que a camada reciclada tenha suas propriedades alteradas que podem
comprometer a vida útil do pavimento. A estrutura perde a capacidade flexível e
torna-se mais rígida sem ter o dimensionamento correto para este comportamento,
de forma a gerar trincas e fissuras. Já a adição em menor quantidade do
que o especificado em análises de laboratório não acrescentam as devidas
características de resistência projetadas.
No caso da reciclagem de pavimentos asfálticos
com o uso de cimento, somente o custo deste insumo pode chegar a
aproximadamente 70% do valor total da obra. Isto porque o uso do cimento
geralmente requer 1% em relação ao volume total reciclado, que é o próprio
material já existente na rodovia deteriorada. Não há necessidade de buscar
novos materiais e transportá-los até a obra, o que torna a técnica da
reciclagem com cimento extremamente econômica. Porém, faz com que o cimento
tenha um alto percentual na composição dos custos. O uso de um distribuidor com
controle eletrônico de dosagem garante a precisão necessária para que se tenha
uma obra executada com qualidade e sem gastos desnecessários de materiais.
Distribuidor eletrônico de cimento
6. Pavimentadora de Concreto para
barreiras de proteção
A
utilização de uma Pavimentadora equipada com molde específico para construção
de barreiras de proteção em concreto é uma excelente opção que combina alta
produção e baixos custos operacionais. Embora não seja ainda muito difundida no
Brasil, esta técnica já foi utilizada algumas vezes em obras rodoviárias
brasileiras e comprovou todas as suas vantagens. Analisando de forma
comparativa os custos totais da construção de uma barreira de proteção
New-Jersey executada de modo manual e com o uso da máquina, os resultados
finais são surpreendentes.
A
Pavimentadora Wirtgen SP 15 alcançou uma velocidade de avanço de 1,6 metros por
minuto ao executar a concretagem da barreira de 80 cm de altura e base com 55
cm de largura. Com a devida logística de fornecimento de concreto, é possível
alcançar mais de 500 metros por dia. No modo manual não se chega a metade deste
valor. Há uma considerável diminuição do número de pessoas envolvidas devido a
eliminação da etapa de montagem e fixação das formas de madeiras, concretagem e
desmontagem das formas. O custo operacional deste equipamento é baixo, com
consumo de combustível similar à de um rolo compactador de solos.
Em
relação às técnicas tradicionais de montagem manual, o custo final de aplicação
pode chegar a um valor 40% inferior. A versatilidade do equipamento permite
utilizar diversos formatos de molde, em ambos os lados da máquina, para
execução de barreiras de proteção de inúmeros formatos e dimensões, canaletas
de escoamento de água e meio-fio de calçadas.
