Tipos de sistemas de dosagem e mistura em usina de asfalto

A função principal de uma usina de asfalto é dosar, secar, aquecer e misturar os agregados minerais com o ligante asfáltico (CAP) em alta temperatura, produzindo uma mistura asfáltica homogênea e de qualidade, cumprindo com a formulação. A mistura asfáltica desenvolvida em laboratório, onde o tempo de produção de poucos corpos de prova pode durar um dia inteiro, em uma usina é produzida em altas taxas, acima de 100 toneladas por hora, dependendo do porte do modelo de máquina.

Há no mercado vários tipos de usinas, com formas diferentes de dosar os agregados e executar a mistura asfáltica, porém poucas pessoas conhecem com clareza as opções disponíveis e suas características principais, além do impacto financeiro e da qualidade final do produto.

SISTEMA DE DOSAGEM DE AGREGADOS MINERAIS

Basicamente há somente duas opções: sistema de dosagem dinâmica por pesagem e sistema de separação por peneiramento. 

Dosagem por pesagem dinâmica: é característica das usinas móveis com produção contínua. Em função das dimensões reduzidas do equipamento não há espaço para um sistema de separação por peneiras. Cada agregado é adicionado em um silo de recebimento. Um sistema automatizado faz a leitura através de célula de carga localizada na correia dosadora, pela parte inferior de cada silo de agregado. Se ocorrer diminuição de material em um determinado silo, o sistema detecta e automaticamente reduz a velocidade dos demais silos, mantendo a proporção dos materiais sempre constante. Assim a fórmula da mistura asfáltica é mantida. A desvantagem deste sistema é a ocorrência de contaminação de materiais entre os silos, visto que não há separação por peneiras. No Brasil mais de 90% das usinas de asfalto no país são do tipo móvel com produção contínua e dosagem dinâmica dos agregados.

Separação por peneiramento: é característica das usinas fixas com produção descontínua. Os diferentes agregados são transportados para a parte alta de uma torre e por gravidade passam por peneiras, onde ocorre a separação granulométrica para compartimentos específicos.  Por ter uma produção descontínua (em bateladas) os diferentes materiais são armazenados e transferidos para o misturador quando atingem a pesagem correspondente ao traço (porcentagem) da mistura. É um sistema excelente de dosagem, eliminando todos os riscos de contaminações, porém por suas dimensões maiores se adequa somente em uma torre de usina do tipo fixa (gravimétrica). Este tipo de usina exige maior área e tempo de instalação, tem maior custo de aquisição e maiores dificuldades para transporte. É recomendada a instalação de uma usina gravimétrica em situações onde não há previsão de deslocamento do equipamento para outras obras.

Embora o sistema por peneiramento típico das usinas gravimétricas seja excelente, a utilização do sistema de dosagem por pesagem dinâmica das usinas contínuas pode também produzir misturas asfálticas de altíssima qualidade. Desde que os profissionais envolvidos tenham o devido treinamento e executem o serviço com o cuidado necessário. 

SISTEMA DE MISTURA DE AGREGADOS COM O LIGANTE ASFÁLTICO (CAP)

Os agregados dosados, secos e aquecidos entram para o compartimento de mistura com o ligante asfáltico. Há dois tipos de sistema de mistura: compartimento pug-mill e compartimento rotativo externo.

Misturador externo do tipo pug-mill: o misturador é localizado em um compartimento externo, separado do tambor de secagem. Este compartimento possui dois eixos dotados de braços com palhetas. O giro dos eixos com as palhetas promove a mistura dos agregados com o CAP.
A vantagem deste tipo de misturador é que a injeção do CAP ocorre em um compartimento separado, sem contato com as altas temperaturas internas do tambor secador. Entende-se que estas altas temperaturas podem provocar efeitos de envelhecimento precoce do ligante asfáltico, reduzindo a vida útil da mistura.
Hoje no Brasil a maioria dos fabricantes adotaram o misturador externo como padrão em suas usinas de asfalto.

Misturador externo rotativo: é uma câmara de mistura acoplada ao tambor secador da usina. Após a secagem e aquecimento os materiais entram por este compartimento, onde o giro do tambor promove também a movimentação das aletas que executam a mistura dos agregados com o CAP.
Como o compartimento de mistura está dentro do tambor há o risco de que as altas temperaturas internas causem danos ao ligante asfáltico, favorecendo a oxidação precoce do mesmo. Em função disto a maioria dos fabricantes passaram a produzir usinas de asfalto com o misturador externo, abolindo o uso da mistura interna.
Em contrapartida este tipo de tambor apresenta como diferencial a grande área de mistura dos agregados a seco. Para misturas asfálticas especiais é fundamental que haja uma mistura homogênea dos materiais antes da injeção do CAP. Esta maior área permite também maior percentual do uso de material asfáltico fresado (RAP) na mistura.