10 razões para uso do microrrevestimento

 

O Brasil tem pouco mais de 12% de sua malha viária pavimentada, o que representa aproximadamente 213.000 quilômetros, sendo que mais da metade destas rodovias estão em estado regular, ruim ou péssimo (fonte: pesquisa CNT – Confederação Nacional dos Transportes, 2024). Nesta mesma pesquisa ainda são apresentados dados a respeito da baixa densidade da malha pavimentada do país (25,1 km/mil km²) enquanto países como China e Estados Unidos apresentam números muito superiores (447 e 437,8 km/mil km² respectivamente). Nossos vizinhos da América do Sul também estão a nossa frente tais como Uruguai (43,9), Argentina (42,3) e até mesmo o Equador (31,4). Estamos a frente apenas do Paraguai (21,1) e da montanhosa Bolívia (8,9). Ou seja, a carência de infraestrutura no Brasil ainda é gigantesca para um país de dimensões continentais e atualmente a oitava economia do mundo.

Os dados mostram que ainda há muito a ser feito na infraestrutura do país, especialmente para diminuir o grande percentual de rodovias não-pavimentadas e aumentar a densidade da malha pavimentada. Ou seja, é preciso adotar técnicas de preservação de pavimentos para que não haja um aumento na degradação que venha a gerar maiores danos e assim maiores custos para reparos e manutenção corretiva, atrapalhando também a expansão da malha pavimentada. Hoje grande parte dos problemas existentes nas rodovias brasileiras são ocasionadas pela falta de manutenção adequada e aumento substancial das cargas aplicadas pelo tráfego pesado, cuja solução para resolver este problema estrutural de forma rápida e econômica pode ser a reciclagem profunda com emulsão asfáltica.

A nível mundial a técnica mais utilizada para manutenção preventiva e preservação de pavimentos é o microrrevestimento asfáltico à frio, conhecido também pela sigla MRAF. Pela forma rápida e fácil de aplicação, utilizando uma usina móvel acoplada a um caminhão, promovendo a mistura de agregados, emulsão asfáltica modificada por polímero e aditivos, dosando e aplicando em tempo real. No Brasil é bastante utilizado especialmente pelas concessionárias de rodovias, porém a nível de obras públicas o percentual utilizado ainda é muito menor quando comparado com as rodovias privadas. Abaixo, um vídeo da empresa Asfaltopav mostrando como é executado o MRAF:

Podemos selecionar 10 razões técnicas para que o microrrevestimento asfáltico à frio seja mais utilizado e difundido no Brasil:

1.      AUMENTO DA VIDA ÚTIL DO PAVIMENTO

O pavimento asfáltico pode ter sua vida útil prolongada entre 4 e 8 anos, dependendo de outras variáveis tais como condições das camadas de base, volume de tráfego (se não ocorrer um aumento significativo de acordo com o projeto inicial de dimensionamento), ou surgimento de trincas de maior tamanho, etc. Para pequenas fissuras a técnica serve para preencher os espaços, retardando a propagação das mesmas. Embora não tenha função estrutural, o MRAF suporta muito bem os esforços aplicados pelo tráfego pesado nas principais rodovias do Brasil, protegendo a estrutura do pavimento.

MRAF aplicado em duas faixas, do lado esquerdo com a emulsão já rompida e do lado direio com a emulsão ainda em processo de rompimento.

2.      MELHORIAS TÉCNICAS NAS CONDIÇÕES FUNCIONAIS

Pequenas irregularidades ou pavimentos em condições de desgaste superficial com baixo atrito (asfalto muito liso) ou excesso de ruído (alta rugosidade) podem ser tratados com a aplicação de uma simples camada de MRAF. Alguns pavimentos com problemas podem ter uma restauração de suas características funcionais, melhorando o conforto e segurança do rolamento.

O MRAF apresenta melhores condições de rolamento e de ruído em relação aos tratamentos superficiais do tipo TSS (Tratamento Superficial Simples) e TSD (Tratamento Superficial Duplo), até pela forma de aplicação que garante uma mistura homogênea enquanto os tratamentos são dependentes do espargimento, sendo assim mais suscetível a ocorrer algum desajuste no processo tais como entupimento de bicos, além de não cobrir totalmente os agregados pois os mesmos são espalhados sobre o pavimento antes da aplicação da emulsão asfáltica. Sobre a forma de aplicação de ambas as técnicas, os detalhes já foram postados aqui no Blog em um artigo de 2018.   

Execução do MRAF ocorre de forma rápida e precisa.

3.      REDUÇÃO DE CUSTOS DE MANUTENÇÃO

As camadas de CBUQ (concreto betuminoso usinado à quente) sofrem um lento processo de oxidação e envelhecimento, sendo necessário que um dia essa camada seja removida através da fresagem asfáltica e a colocação de uma nova camada após o fim da vida útil da camada de rolamento. Ou seja, uma nova mistura de CBUQ precisará ser usinada, transportada, aplicada e compactada.

O uso do MRAF é muito mais barato do que o processo de fresagem e reconstrução, portanto ao longo dos ciclos de manutenções pode representar reduções de custo bastante significativos. As fotos abaixo mostram dois momentos: após a aplicação de uma faixa do microrrevestimento asfáltico e a segunda foto a condição do pavimento após a finalização da obra, apresentando uma rodovia com o pavimento revitalizado.

Aplicação de uma camada de MRAF com a emulsão ainda na coloração marrom antes do rompimento, quando ocorre a separação da fase asfáltica da fase aquosa após evaporação ou absorção da água pelos agregados.

MRAF após o rompimento (faixa do lado direito) com uma coloração mais escura.

Pavimento em excelente condição após a aplicação de MRAF e sinalização.

4.      DIMINUIÇÃO NO USO DE MATÉRIA-PRIMA

Na mesma comparação com a técnica de remoção da camada asfáltica degradada através da fresagem e da usinagem a aplicação de uma nova camada, ocorre uma grande diminuição no uso de matéria-prima virgem que consiste em agregados minerais e cimento asfáltico de petróleo (CAP). A economia é de pelo menos 30%, dependendo da profundidade de fresagem e espessura da nova camada a ser construída o número pode ser ainda maior. Em regiões com carência de fornecimento de insumos pode ser bastante significativo essa diferença.

MRAF cerca de 2 horas após a aplicação.

5.      EXECUÇÃO ÁGIL E RÁPIDO RETORNO DO TRÁFEGO

A aplicação do MRAF é feita de forma rápida utilizando um equipamento conhecido como Usina de Micropavimento, acoplado a um caminhão que se locomove ao mesmo tempo que o equipamento executa a dosagem e mistura dos agregados com a emulsão asfáltica do tipo RC (ruptura controlada) com aplicação simultânea sobre o pavimento através de uma mesa acabadora.

O retorno do tráfego pode ocorrer em até 2 horas, podendo chegar a apenas 1 hora de liberação com o uso de aditivos especiais que podem ser adicionados na emulsão asfáltica.

Aplicação do MRAF com a utilização de usina móvel apropriada.

6.      IMPERMEABILIZAÇÃO DO PAVIMENTO.

A aplicação do MRAF permite a impermeabilização da estrutura do pavimento, prevenindo a ação da água que pode causar um grande dano ao penetrar por trincas e fissuras existentes. Junto da ação da carga aplicada pelo tráfego pesado ocorre uma combinação resultando em um efeito erosivo da parte inferior para a parte superior do pavimento, com bombeamento de finos e perda gradativa da capacidade estrutural, levando a estrutura gradativamente até uma situação de colapso.

Condição do MRAF logo após a sua aplicação.

7.      APLICAÇÃO EM TEMPERATURA AMBIENTE.

O uso da emulsão asfáltica é a maneira de aplicar em temperatura ambiente um produto asfáltico para produzir uma mistura consistente. A química presente se dá através de agentes emulsificantes (surfactantes ou tensoativos) que permite a dispersão do asfalto na água e a posterior ruptura da emulsão, quando o asfalto se separa da fase líquida e adere ao agregado mineral ou à superfície onde foi aplicada. Em termos simples, é quando a emulsão “seca” e o asfalto volta a agir como um ligante sólido, passando de uma coloração marrom para uma cor mais escura. Este processo é essencial para que a mistura ganhe resistência mecânica e durabilidade.

O uso da emulsão asfáltica no MRAF permite que a aplicação ocorra em temperatura ambiente, sem aquecimento do produto asfáltico, reduzindo as emissões de CO2 de forma significativa. Além do menor impacto ambiental, a técnica garante mais segurança e salubridade para os trabalhadores e boa trabalhabilidade em climas úmidos.

MRAF aplicado em temperatura ambiente, sem necessidade de aquecimento do ligante asfáltico. 

8.      FACILITA FUTURAS INTERVENÇÕES DE MANUTENÇÃO.

O emprego do MRAF permite que as intervenções técnicas sejam otimizadas de modo a aumentar a vida útil do pavimento de forma econômica e de rápida execução. Em combinação com a técnica da microfresagem asfáltica, a camada delgada do MRAF pode ser facilmente removida, sem necessidade de remover a camada de CBUQ abaixo caso a mesma se encontre em boas condições. Se a camada de MRAF não apresentar desgastes significativos, uma segunda camada pode ser aplicada acima sem necessidade de remoção.

A microfresagem asfáltica é uma técnica que utiliza tambores de corte nas fresadoras com maior número de ferramentas de corte (bits) e uma profundidade bastante rasa, geralmente de apenas 10 mm. Assim é possível realizar a substituição de camadas delgadas de forma rápida e ágil.  Nas fotos abaixo (fonte: João Francisco Canevari Júnior, empresa Asfaltopav) podemos observar como fica o pavimento após a intervenção de microfresagem.

A microfresagem de camada asfáltica é uma leve raspagem do pavimento com o uso de um tambor de corte com maior número de ferramentas e menor espaçamento entre as linhas de corte.

Aplicação de MRAF logo após a microfresagem do pavimento existente.

9.      APRIMORAMENTO DO SISTEMA DE GERENCIAMENTO DE PAVIMENTOS

A técnica permite uma adequação do Sistema de Gerenciamento de Pavimentos (SGP) à realidade de campo com macro análise focada no ciclo de vida de longo prazo. Conforme já mencionado, o MRAF pode ser aplicado de forma sucessiva caso não apresente desgastes significativos. Caso apresente desgastes ou algum tipo de defeito, pode ser removido através da microfresagem. Se a camada asfáltica abaixo não apresentar algum tipo de problema, as manutenções ocorrem apenas na parte superficial. Se a estrutura se mantiver intacta, as manutenções se concentram apenas nas camadas asfálticas.

Sem o uso do MRAF, a alternativa para manutenção de pavimento asfáltico se limitaria na sua remoção através da fresagem asfáltica assim que a camada asfáltica alcançar o fim de sua vida útil. A presença do MRAF agrega uma proteção para a camada asfáltica de modo a retardar o seu envelhecimento natural, que ocorre também em função da exposição à radiação solar e as variações de temperatura.

Imagem aérea da execução do MRAF divulgado pela empresa Garcia Monteiro. 

10.      REAPROVEITAMENTO DO RAP

Um tema muito debatido no campo técnico e acadêmico da pavimentação é o reaproveitamento do material asfáltico reciclado, o RAP (Reclaimed Asphalt Pavement), popularmente chamado no Brasil de material fresado. Se discute muito o reaproveitamento de RAP em usinas de asfalto assim como em misturas asfálticas à frio tais como PMF, etc. Assim como nestas outras técnicas de pavimentação, o uso do RAP pode ser também perfeitamente empregado na aplicação de MRAF. Já tivemos no Brasil diversas experiências, reduzindo o uso de agregados virgens e assim dando destinação a volumes de RAP que estavam sem o devido reuso.

Os imensos depósitos de RAP que se acumulam em todo o Brasil podem ter parte de seu estoque direcionado também para o uso em MRAF, com o devido peneiramento, destorroamento e separação granulométrica específica.

O uso do RAP no MRAF já é uma realidade em diversos projetos, tais como este divulgado pela empresa Garcia Monteiro, onde foi utilizado 70% de RAP.

Ainda há espaço para melhorias técnicas no uso do microrrevestimento asfáltico no Brasil. A técnica encontra algumas objeções em função de projetos mal elaborados ou mal executados. No entanto mesmo obras bem executadas podem ser aprimoradas tecnicamente através dos seguintes pontos:

·        Aplicação em trechos contínuos representam uma grande redução no custo por metro quadrado em relação a aplicações em trechos segmentados e descontínuos, o que ainda é muito realizado no Brasil mesmo por concessionárias privadas de rodovias;

·        Curva granulométrica pode ser aprimorada com o afinamento da curva, melhorando a macrotextura superficial e reduzindo o ruído gerado pela passagem do tráfego;

·        A utilização de agregados de boa qualidade, com menos presença de argilas e outros tipos de contaminações;

·        Uso de emulsão asfáltica customizada em condições especiais tais como aplicações noturnas, clima mais frio, agregados mais reativos e planos de aplicação com menores janelas de trabalho;

·        Aprimorar o controle de ruptura usando aditivos específicos, não dependendo totalmente do clima e do uso excessivo de água, como ocorre em boa parte das obras pelo Brasil.

 

Para quem deseja se aprofundar mais sobre o MRAF, o vídeo abaixo publicado pelo IPOS Especialização apresenta valiosas informações com a participação da empresa Garcia Monteiro, uma das mais especializadas no Brasil nesta aplicação:

Podcast: Usina de Asfalto

A convite do IPÓS Especialização participei de um Podcast "Usinas de Asfalto - Operação e Controle Tecnológico", juntamente com o Luiz Henrique Teixeira, Gerente Técnico da CBB Asfaltos. Trouxemos a experiência da indústria de equipamentos e da indústria química de produtos asfálticos, compartilhando informações importantes.

Abordamos diversos temas relacionados com as usinas, misturas asfálticas, cuidados básicos na produção do concreto asfáltico, reutilização de material fresado (RAP), asfalto morno, entre outros assuntos. Segue abaixo o link para assistir ao Podcast, com aproximadamente 1 hora e 50 minutos de duração:

https://www.youtube.com/watch?v=33P8RfyoOL8&t=1335s

Qualidade na Pavimentação: o bom exemplo do Uruguai

 

                      O nosso pequeno vizinho ao Sul do Brasil é um ótimo exemplo de que uma pavimentação de qualidade pode ser alcançada. Algumas boas práticas, cuidados básicos e principalmente treinamento das equipes permitem que a excelência nas obras de pavimentação asfáltica seja alcançada. O Uruguai conseguiu atingir um padrão de qualidade que o Brasil ainda não alcançou, mesmo em obras consideradas de qualidade em nosso país ainda ocorrem erros básicos na execução.

                     Em minha recente visita a obra no país vizinho em novembro de 2024 selecionei uma série de fotos para explicar como que eles conseguem executar obras de qualidade, enquanto no Brasil ainda seguimos cometendo uma série de erros básicos que comprometem a qualidade e reduzem a vida útil de nossas obras de pavimentação asfáltica.

 

                         Transição para as misturas asfálticas mornas

                   Como já ocorre em países desenvolvidos, o Uruguai já iniciou uma transição das misturas asfálticas à quente (HMA – Hot Mix Asphalt) para as misturas asfálticas mornas (WMA – Warm Mix Asphalt). Já temos uma postagem sobre todos os benefícios técnicos, financeiros e ambientais das misturas mornas aqui no Blog, assim como a facilidade do seu uso.

                  Na obra que visitamos o objetivo era diminuir a temperatura de produção do concreto asfáltico de 160°C para 130°C, no entanto foi possível chegar a 120°C. A temperatura mínima que é possível alcançar depende da usina de asfalto, do tipo de agregado, do cimento asfáltico, da umidade local, entre outras variáveis. Nesta usinagem, as emissões de VOC (compostos orgânicos voláteis) apresentaram uma redução de mais de 80% em relação à mistura convencional à quente em 160°C.

Produção de concreto asfáltico em temperatura morna praticamente sem emissões visíveis de fumaça tóxica e particulados.

Descarga do concreto asfáltico ao caminhão sem sinais visíveis de emissão de poluentes.

Controle de temperatura através de termômetro de ponteiro.

Registro de temperatura de 123°C. O mínimo alcançado nesta obra foi 120°C, utilizando aditivo surfactante em baixa dosagem (0,4% por peso de cimento asfáltico).

Medição de emissões de VOCs (compostos orgânicos voláteis) e câmera térmica com gradiente de temperaturas..

                            

                      Economia de combustível na usinagem

                A redução de temperatura de usinagem do concreto asfáltico em 40°C permitiu uma economia de combustível superior a 35%. Isto traz economia para o proprietário da usina de asfalto, reduzindo custos operacionais. No quesito ambiental, o menor consumo significa menos queima de combustível fóssil e grande redução na emissão de CO2 na atmosfera. Em tempos de extremos climáticos em nosso planeta, a descarbonização na pavimentação passa também pela adoção das misturas asfálticas mornas.

A chaminé de saída do filtro da usina de asfalto ao fundo emitindo apenas vapor d´água (fumaça branca) enquanto um técnico mede a temperatura de saída do concreto asfáltico.

Descarregamento em obra sem emissões de fumaças tóxicas, com controle de temperatura através do termômetro..

                        Aplicação impecável com equipe enxuta

                      Da usina de asfalto para a obra, a primeira impressão observada é o trabalho impecável que os uruguaios conseguem executar com poucos trabalhadores. Na vibroacabadora de asfalto é comum ver no Brasil equipes com inúmeros rasteleiros, mexendo e remexendo no concreto asfático, muitas vezes sem a menor necessidade. Nesta obra no Uruguai havia apenas um auxiliar ao operador que ajusta a mesa compactadora e um rasteleiro de cada lado do equipamento, onde as intervenções manuais foram poucas vezes necessárias durante a execução.

                      A vibroacabadora utilizada nesta obra é de alta qualidade, com aquecimento elétrico da mesa compactadora, o que garante um aquecimento homogêneo em toda a largura de pavimentação. No Brasil ainda há um grande predomínio das vibroacabadoras com aquecimento a gás através de pontos de chama para aquecimento direto das chapas alisadoras, sendo necessário ter um botijão de gás no equipamento que recebe concreto asfáltico em alta temperatura. Além do perigo há também a questão da falta de homogeneidade no aquecimento, principalmente no início dos trabalhos e em períodos frios do ano. É comum ver falhas no aquecimento no caso do uso de extensões mecânicas na mesa compactadora com aquecimento a gás. 

                      A nível mundial está praticamente extinto o uso de tal configuração nas pavimentadoras de asfalto, o Brasil segue sendo um dos últimos países que ainda utiliza em larga escala e em todos os tipos de obras, de pequenas ruas municipais até rodovias concessionadas de alto tráfego.

Concreto asfáltico com temperatura morna sem emissões visíveis, uso de vibroacabadora com aquecimento elétrico da mesa compactadora e poucas intervenções manuais na aplicação.

Equipe pequena e trabalho impecável na aplicação em pista.

Superfície após as primeiras passadas do rolo duplo liso vibratório.

Após as passadas do rolo vibratório, entra o rolo de pneus para finalizar a compactação e proporcionar um bom acabamento superficial.

Finalização da compactação de qualidade com consistência homogênea.

                        Utilização de rolos compactadores de qualidade

             Na maioria das obras pelo Brasil há um grande descuido quanto aos rolos compactadores utilizados. Muitas vezes são utilizados rolos improvisados, com adaptações grosseiras de rolos de compactação de solos com cilindro único para permitir a compactação asfáltica. Essas adaptações não são adequadas, pois os rolos compactadores de solos possuem maior amplitude (altura alcançada pelo cilindro em relação ao solo durante a vibração) e menor frequência (quantidade de ciclos por segundo) em comparação aos rolos vibratórios de duplo tambor liso vibratório projetados para compactação asfáltica. Amplitude e frequência inadequada podem prejudicar bastante a qualidade e acabamento final.

                  A obra no Uruguai apresenta um bom exemplo desde a sequência de passadas dos rolos. Inicialmente é utilizado um rolo duplo vibratório, conhecido também como rolo tandem. O rolo de pneus entra posteriormente. No Brasil é muito comum utilizar a sequência ao contrário, entrando o rolo de pneus e posteriormente o rolo duplo liso vibratório, o que é um erro. Já tivemos postagem aqui no Blog sobre sequência correta e boas práticas de compactação asfáltica. 

                      Mesmo no caso do uso correto dos rolos, alguns opcionais que auxiliam a alcançar um bom resultado final praticamente não são utilizados no Brasil. Nesta obra visitada no Uruguai o rolo duplo liso vibratório apresentava um disco de corte na lateral. Este disco é acionado hidraulicamente e executa um corte nas bordas de compactação, deixando uma superfície inclinada e regular que favorece a boa aderência com a camada asfáltica que será aplicada posteriormente na faixa ao lado. Já o rolo de pneus estava equipado com uma lona ao redor dos pneus, o que ajuda a manter temperatura adequada e evita que o asfalto aquecido seja aderido aos pneus, favorecendo um bom acabamento superficial final.

Sequência de compactação com rolo duplo liso vibratório (rolo tandem) e o rolo de pneus ao fundo.

Rolos compactadores equipados com disco de corte no modelo de duplo cilindro liso vibratório e lonas para manter temperatura no rolo de pneus.

Disco de corte lateral favorece uma emenda de maior qualidade.

Rolo pneumático com lona cobrindo os pneus, visando manter maior temperatura e favorecer um bom acabamento superficial..

                            Controle de passadas e utilização de densímetro

                      Raramente encontrado em obras brasileiras, o densímetro não-nuclear é uma ótima ferramenta para controle de compactação. Fácil de transportador e manusear, após a calibração o densímetro informa o grau de compactação muito próximo do valor real sem necessidade de retirada de amostras. Assim é possível verificar o número de passadas necessárias para alcançar o grau de compactação desejado. Um erro comum nas obras do Brasil é passar um número muito maior do que o necessário para “garantir” a compactação, sendo que passadas em excesso pode causar efeito contrário e gerar desagregação dos materiais, além do surgimento de trincas e fissuras.

                      No caso específico desta obra, por estar utilizando o aditivo surfactante para misturas mornas, houve uma redução no número de passadas necessárias. Com uma espessura de 8 centímetros a camada asfáltica precisou de apenas 4 “fechas” (ida e volta do rolo tandem e do rolo de pneus) para alcançar grau de compactação próximo de 100%.

Utilização do densímetro após as primeiras passadas dos rolos compactadores.

Calibração do densímetro e medição conforme aumento do número de passadas dos rolos.

Tela do densímetro mostrando o resultado medido de 99,2% de grau de compactação da camada asfáltica após 4 fechas (ida e volta) dos rolos compactadores.

Compactação finalizada resultando em uma pavimentação de alta qualidade.

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                            Próximo passo: uso de RAP na usinagem de novas misturas asfálticas

                   Na agenda uruguaia de “asfaltos sostenibles” (asfaltos sustentáveis) está previsto um início do uso do material asfáltico reciclado, o RAP. Por ser uma indústria relativa pequena quando comparada a países de maior população e extensão territorial, o Uruguai ainda não havia iniciado processos para reutilização do material asfáltico que estava sendo fresado de pavimentos envelhecidos pelo fato de que ainda não haviam enormes depósitos de RAP como ocorre no Brasil.

                      Pelo fato de que praticamente todas as usinas de asfalto existentes no Uruguai são de fabricantes brasileiros, a tendência é que o reuso do RAP seja em dosagem ao redor de 20% na mistura e com adição direta ao misturador da usina. Aqui no blog tivemos já algumas postagens sobre a melhor forma de reaproveitamento de RAP (como neste texto de janeiro de 2024). Por se tratar de usinas de asfalto móveis sem aquecimento indireto do RAP com o material entrando ao misturador, tecnicamente a melhor solução é em combinação com misturas asfálticas mornas. Esta é a linha técnica que deve ser seguida no país vizinho, trazendo um grande grau de sustentabilidade e também uma grande economia aliando alta qualidade na pavimentação com o reaproveitamento do RAP. 

                      O correto uso do RAP com estudo prévio do material e dosagem em laboratório permite reduzir o consumo do cimento asfáltico de petróleo, o material mais caro na pavimentação. A redução no consumo do ligante asfáltico virgem aumenta ainda mais o índice de sustentabilidade na pavimentação e traz ao mesmo tempo redução de custos.

É possível produzir misturas asfálticas altamente sustentáveis de qualidade ao combinar as misturas mornas com uso de RAP.

Como reaproveitar melhor o material fresado (RAP)?

                             

                        Embora o tema já tenha sido abordado aqui no Blog, nos últimos tempos houve um grande aumento na busca de maiores informações e esclarecimentos técnicos sobre a melhor forma de reaproveitamento do RAP, o material asfáltico granular oriundo da remoção de pavimentos envelhecidos através da fresagem asfáltica. Ainda há dúvidas básicas e conflitos de informações sobre as melhores práticas, motivo pelo qual o assunto está sendo abordado novamente de forma mais detalhada.

                      O termo RAP vem do inglês “Reclaimed Asphalt Pavement”, pavimento asfáltico reciclado. No Brasil é conhecido também como material asfáltico reciclado ou simplesmente fresado. O seu reaproveitamento tem sido um dos assuntos mais comentados na pavimentação brasileira nos últimos tempos em função do aumento das políticas de ESG (especialmente pelas concessionárias de rodovias e bancos de financiamento de obras), pelo apelo ambiental e de sustentabilidade, além da questão de redução de custos que a reutilização de um material tão nobre possibilita.

                      Os pavimentos asfálticos estão diariamente envelhecendo, o processo de oxidação é natural e um dia será necessária a remoção total da camada asfáltica envelhecida. Porém o Brasil ainda está engatinhando no reuso do RAP. Nosso país tem poucas usinas de asfalto adaptadas para o correto reaproveitamento, muitas vezes feitas de forma inadequada tecnicamente. É estimado que menos de 2% das usinas de asfalto do Brasil tenham alguma adaptação para uma correta adição do RAP na produção de um novo concreto asfáltico. Montanhas deste material são frequentemente vistas às margens de nossas rodovias, mesmo em trechos de concessionárias privadas. Em obras públicas muitas vezes o RAP acaba sendo doado a prefeituras para utilização como cascalho em vias não-pavimentadas, o que acaba sendo um desperdício de um material que poderia ser muito melhor aproveitado do ponto de vista técnico e financeiro.

                      Já os Estados Unidos é um país onde mais de 95% das usinas de asfalto reaproveitam o RAP. O que podemos aprender com o conhecimento mais que consolidado na América do Norte e como trazer para a nossa realidade de equipamentos e obras no Brasil?

 

                           Material nobre para um reaproveitamento nobre

                      O RAP é chamado nos Estados Unidos também de Black Gold (Ouro Negro), em função de sua importância técnica e financeira. Isto pelo fato deste material ter em sua composição o ligante asfáltico, que hoje representa o custo mais alto de todos os insumos da pavimentação. Mesmo envelhecido há uma grande importância na presença deste ligante asfáltico no RAP, o qual deve ser reutilizado de maneira adequada.

                      Em uma publicação em 2019 de uma revista norte-americana especializada em equipamentos é ressaltado o termo Black Gold. A matéria cita os equipamentos utilizados no beneficiamento do RAP para transformar o material tanto em agregado quanto em ligante asfáltico na produção de novas misturas asfálticas.

Revista Heavy Equipment dos Estados Unidos ressaltando o termo “black gold” no processo de reaproveitamento do RAP.

 

                                   Reutilizar a quente ou a frio?

                      A NAPA (National Asphalt Pavement Association), a associação norte-americana de pavimentação, realiza uma pesquisa anual com mais de 1.000 empresas do ramo de pavimentação. Uma informação importante apresentada no relatório é a respeito da forma como o RAP tem sido reutilizado nos Estados. No gráfico abaixo consta que menos de 1% do RAP é reaproveitado a frio (Cold Mix), enquanto mais de 94% é reaproveitado a quente (HMA – Hot Mix Asphalt) ou a morno (WMA – Warm Mix Asphalt). Historicamente o uso do RAP em misturas à frio sempre foi baixo nos Estados Unidos e vem diminuindo ano a ano desde 2009.

                      No mercado brasileiro tem surgido inúmeros produtos que prometem verdadeiros milagres na reutilização do RAP à frio, após uma simples mistura do tal produto com o material fresado em temperatura ambiente. Muitos destes produtos não passam de solventes que amolecem o ligante asfáltico presente no RAP, inutilizando esta parte que é a mais nobre, assim o material acaba sendo tecnicamente reutilizado somente como agregado.

                      As técnicas utilizadas no reaproveitamento a quente ou a morno permitem que o ligante asfáltico envelhecido presente no RAP seja reutilizado em maior proporção, podendo ocorrer economia na quantidade de ligante asfáltico novo que será adicionado na produção da nova mistura asfáltica.

Dados da NAPA sobre o uso do RAP em diferentes aplicações, mostrando a grande predominância do reaproveitamento em misturas à quente e mornas (HMA/WMA). 

  

                             Cuidados básicos na estocagem do RAP

                      É muito importante uma correta estocagem do RAP, independente da forma como será feita a reutilização. Assim como os agregados virgens utilizados na produção de um novo concreto asfáltico à quente devem ser estocados em locais cobertos e com inclinação (para permitir eventual escoamento de água), para o RAP é ainda mais importante estes cuidados devido à grande capacidade de aglutinação e formação de grumos deste material.

                      Infelizmente a grande maioria dos estoques de RAP pelo Brasil são improvisações em locais aleatórios sem qualquer cuidado, simplesmente jogados a céu aberto de forma improvisada. Isto torna mais difícil o posterior beneficiamento e correta reutilização, o que acaba favorecendo um uso precário do material.

Uma cena muito comum nas rodovias brasileiras é encontrar imensos depósitos temporários de RAP, estocados ao ar livre.

Ao permanecer muito tempo exposto às intempéries, o RAP forma grandes grumos e ainda sofre com o crescimento da vegetação sobre o material, dificultando um futuro reaproveitamento adequado.

Depósito de RAP com cobertura de lona na Colômbia danificada após um temporal.

Local de armazenamento de RAP no Brasil com cobertura.

Estoque de RAP com cobertura em uma instalação nos Estados Unidos.

 

                                 Como beneficiar e destorroar o RAP?

                      Uma das maiores dúvidas em relação ao reuso do material fresado é em relação ao processo de beneficiamento do material. A granulometria inicial do RAP depende da forma como foi executada a fresagem, pois os grumos podem surgir no caso de desgaste das ferramentas de corte da fresadora. Os pavimentos brasileiros no geral são muito heterogêneos, com variações constantes de tipos de misturas asfálticas e espessuras, portanto o RAP terá também uma característica heterogênea.azenado, é possível através de um beneficiamento simples alcançar um maior grau de homogeneidade no material. A primeira opção é um simples peneiramento do RAP. Experiências no Brasil mostram que o material passante na peneira de ¾ de polegada (19,05 mm) pode ser facilmente reutilizado ao ser enquadrado na curva granulométrica dos agregados virgens. É possível também separar o RAP em duas granulometrias, enquadrando respectivamente cada granulometria na curva dos agregados virgens. A granulometria mais fina terá maior quantidade de ligante asfáltico presente, portanto é preciso cuidado na análise de laboratório para o projeto da mistura.

                      A etapa de destorroamento do RAP é importante e recomendado. O processo de destorroar é diferente do processo de britagem. O destorroamento é uma separação das partículas que estão aglutinadas, porém mantendo a película de ligante asfáltico encobrindo os agregados. Já a britagem convencional quando aplicada no processamento de RAP acaba também rompendo os agregados, deixando uma face exposta sem recobrimento de ligante asfáltico. O ideal é deixar o agregado com cobertura do ligante, para que haja na etapa de dosagem da mistura um comportamento que permita reutilizar esse ligante presente de forma com quem haja uma leve redução na quantidade de ligante asfáltico novo.

                      Mesmo na literatura técnica internacional há poucas informações técnicas a respeito dos equipamentos destorroadores de RAP, ficando a informação restrita a poucos fabricantes do dispositivo. Basicamente são duas espécies de conjuntos com discos que giram um contra o outro, promovendo a separação das partículas sem rompimento dos agregados. Há também uma opção de tambores com uma espécie de dentes, também um girando contra o outro.

                 Em relação a britadores, no Brasil algumas poucas empresas usam o moinho tipo martelo para beneficiamento do RAP. Este tipo de britador é equipado com um tambor dotado de uma espécie de barras soldadas no seu diâmetro. Ao girar promove o processo de britagem do material. Já no exterior é comum o uso do britador do tipo impacto, equipado com um rotor girando em alta velocidade com o material caindo por cima e se desfragmentando ao se chocar com o rotor em alta velocidade e escudos dentro da câmara.  Porém esse tipo de britador gera muito material fino, o que pode atrapalhar o reaproveitamendo do RAP em percentuais mais baixos.       

Destorroador de RAP em funcionamento (video).

Sistema simples de destorroamento de RAP com silo, peneira vibratória, destorroador e correia de transporte conectando diretamente ao misturador da usina de asfalto.

O sistema de destorroamento pode funcionar de forma separada da usina de asfalto, dividindo o RAP em diversas granulometrias para diferentes formas de utilização posterior.

Exemplo de um croqui de sistema de destorramento de RAP em diversas granulometrias. 

                             Adaptação das usinas de asfalto típicas do Brasil

                      Este tema já foi abordado com maior profundidade aqui no Blog em uma publicação de setembro de 2021. No Brasil há uma grande predominância de usinas de asfalto móveis com produção contínua, popularmente também chamadas de usinas volumétricas (embora esse termo não esteja tecnicamente correto, mas o termo se popularizou em algumas regiões). A maioria dessas usinas são equipadas com misturador externo ao tambor de secagem, por onde o RAP é adicionado diretamente após uma simples adaptação com silo de recebimento e correia de transporte.

               Ou seja, a adaptação mais simples é a instalação deste conjunto. Pode ser realizado também uma adaptação mais complexa e cara, com troca do tambor secador por outro que tenha um anel externo por onde o RAP é aquecido de forma indireta antes de entrar no misturador. Alguns fabricantes brasileiros fornecem a usina de asfalto já com este tambor dotado do anel externo. O RAP precisa deste cuidado especial porque não pode ser utilizado como agregado virgem no processo, uma vez que o ligante asfáltico presente quando exposto às altas temperaturas internas do tambor de secagem sofreria danos irreversíveis.   

Posicionamento do silo de recebimento do RAP instalado junto à usina de asfalto, com correia transportadora com sistema de pesagem e dosagem, transportando o material ao compartimento de mistura com agregados virgens e cimento asfáltico.

A entrada do RAP no misturador ocorre pelo outro lado da usina de asfalto, sinalizado na foto pelo círculo amarelo.

                                 Melhor combinação técnica: RAP e Asfalto Morno

                      O Brasil é um país onde há uma grande quantidade de usinas de asfalto móveis com misturador externo, com o RAP podendo ser adicionado em temperatura ambiente diretamente ao misturador. Sendo assim a melhor opção técnica para otimizar o reaproveitamento do RAP é realizar uma combinação com misturas asfálticas mornas, cujos benefícios técnicos, financeiros e ambientais já foram apresentados aqui no Blog em publicação de novembro de 2022.

                      As misturas asfálticas mornas estão em processo de crescimento em todo o mundo e também no Brasil especialmente após a Petrobrás ter lançado ao mercado em dezembro de 2023 o CAP Pro W 30/45, um ligante asfáltico com aditivo químico incorporado que permite a redução da temperatura de usinagem em mais de 30°C.

                      E qual é o porquê da combinação de RAP com mistura morna ser a mais vantajosa? Devido a questão da temperatura final da mistura quando ocorre a incorporação do RAP entrando em temperatura ambiente. Para que haja por exemplo a produção de um CBUQ a 165°C utilizando 20% de RAP na mistura, é preciso superaquecer os agregados virgens para compensar estes 20% de RAP que entram em temperatura ambiente. Questão de equilíbrio térmico em relação à realidade de nossas usinas de asfalto, com a maioria dos equipamentos não dispondo de sistema de leve aquecimento do RAP.

                        Ao usinar com temperaturas reduzidas há menor consumo de combustível e menos emissões de poluentes, possibilitando maior quantidade de RAP a ser adicionado. Há ganhos técnicos (menor envelhecimento de curto prazo), ganhos financeiros e ganhos ambientais.

          

Princípio básico do equilíbrio térmico exemplifica o porquê das misturas asfálticas mornas (faixa de temperatura entre 110°C e 150°C) é a melhor alternativa técnica para reaproveitamento do RAP, pois não há necessidade de superaquecimento excessivo dos agregados virgens.

          

Material de divulgação da Petrobrás sobre o ligante asfáltico aditivado com surfactante que permite a usinagem em temperaturas mornas e suas vantagens técnicas.      

                 

                       Qual o percentual de RAP que poderia ser usado nas misturas?

                  Embora seja um país que de maneira geral reutiliza pouco o RAP na produção de misturas à quente ou morno, já há um número bastante razoável de experiências realizadas em diversas regiões pelos fabricantes de equipamentos e também por fornecedores de produtos químicos para pavimentação. Em misturas à quente o reaproveitamento fica limitado entre 10% e 20%, dependendo do modelo da usina de asfalto e suas características técnicas tais como volume do misturador e comprimento do tambor de secagem dos agregados, o que permite um maior superaquecimento dos mesmos para que haja maior percentual de RAP adicionado. Usinas com tambor secador equipado com anel de secagem externo para o RAP permite um percentual maior, porém foram pouquíssimas experiências práticas.

             Em relação ao uso do RAP em misturas mornas houve já experiências no Brasil com reaproveitamento de 30% com adição direta do RAP ao misturador. Nestas condições houve uma redução de aproximadamente 50% no consumo de combustível da usina ao reduzir em mais de 40°C a temperatura da mistura asfáltica. Houve também aumento de mais de 10% na produção da usina de asfalto. Para o proprietário da usina há também ganhos financeiros em função do menor desgaste com redução nos custos de manutenção.

             Qual poderia ser um percentual médio a ser utilizado no Brasil? Vejamos novamente o exemplo dos Estados Unidos através do relatório anual da NAPA. Mesmo em um país onde 95% das usinas de asfalto estão adaptadas para reutilizar o RAP, o percentual médio de reutilização é de 25% de RAP na mistura asfáltica à quente ou morno. Embora haja nos Estados Unidos centenas de usinas de tambor duplo do tipo Double-Barrel que podem reutilizar até 50% de RAP em misturas à quente, o percentual médio é a metade deste valor. O uso em percentuais próximos de 20% é o mais ágil e fácil tanto do ponto de vista técnico (projeto da mistura asfáltica) quanto operacional (todo o processo de produção). No Brasil temos visto estudos de universidades considerando altos percentuais de RAP (50%) em laboratório com o uso de agentes rejuvenescedores, o que foge da realidade de equipamentos do país e também de outros países. O ideal seria aprofundar estudos com percentuais de utilização em torno de 20% a 30% com diferentes tipos de ligantes asfálticos, sem necessidade de agente rejuvenescedor.

Dados da NAPA sobre o percentual médio de RAP utilizado nos Estados Unidos, cujo valor foi de 25% em 2021.

Uso de 30% de RAP usinado na faixa de temperaturas mornas na produção de um novo concreto asfáltico no Brasil.

  

                         Deve ser reutilizado um agente rejuvenescedor no RAP?

               O agente rejuvenescedor tem a propriedade de renovar as propriedades originais do ligante asfáltico envelhecido presente no RAP que está oxidado, restaurando a proporção original deste material de asfaltenos para maltenos. Porém o seu uso nos Estados Unidos é considerado apenas em percentuais altos, em misturas asfálticas com uso acima de 30% de RAP. Em percentuais inferiores a parte envelhecida do ligante presente no RAP é encoberta pela adição do ligante asfáltico novo, assim ocorrendo um balanceamento de suas propriedades de modo a não prejudicar a nova mistura. Importante ressaltar novamente que o uso do RAP em misturas à quente ou mornas permite uma leve redução da quantidade de cimento asfáltico novo, este o insumo mais caro de todos na pavimentação asfáltica.       

               Embora seja tema de estudo em pesquisas de universidades brasileiras, o uso do agente rejuvenescedor nos Estados Unidos é muito baixo, com apenas 5% de uso no total das misturas asfálticas produzidas. Mesmo em um país com um número muito maior de usinas de asfalto que permite um alto uso de RAP (acima de 30%) na produção de novas misturas. Para a realidade brasileira, com poucas usinas adaptadas e com características técnicas que permitem um uso moderado de RAP, podemos concluir que o uso do agente rejuvenescedor não é necessário.

             No relatório da NAPA é citado também o uso de um Softer Binder, que seria um ligante asfáltico mais “macio”, ou simplesmente de maior penetração, com uma média de uso de 22% no total das misturas asfálticas produzidas com RAP nos Estados Unidos. A Petrobrás fez um lançamento conjunto no final de 2023 também do ligante CAP Pro W 70/85, um cimento asfáltico de alta penetração. Este ligante é ideal para uso do RAP na produção de um novo concreto asfáltico, também com capacidade rejuvenescedora, em misturas com uso superior a 15% de RAP.

Dados da NAPA sobre o uso de algum agente rejuvenescedor nos Estados Unidos, com apenas 5% de relatos de uso em 2021, enquanto o uso de um ligante asfáltico de maior penetração (Softer Binder) foi de 22%. 

                    

                   Função dos órgãos públicos no fomento da reutilização do RAP

            Ainda há processos a serem feitos ou modificados para que seja fomentado o reuso de RAP no Brasil. Como não há definições claras, montanhas de RAP se acumulam ao longo de rodovias administradas por órgãos públicos federais ou estaduais, assim como em algumas prefeituras. Boa parte destes materiais acabam sendo doados para cidades próximas das rodovias utilizarem de forma precária, espalhando como cascalho em vias não-pavimentadas. Há registro também de furtos de volumes de RAP em algumas regiões.

           Algumas sugestões já foram discutidas em eventos técnicos do setor de pavimentação tais como o RAPv (Reunião Anual de Pavimentação), ENACOR (Encontro Nacional de Conservação Rodoviária) e feiras como a Paving Expo Brasil. Já existem normas técnicas atualizadas, tais como a norma DNIT 033/2021 – ES “Concreto asfáltico reciclado em usina a quente”. Licitações deveriam ser montadas com o objetivo de reutilizar o RAP em percentuais até 20%, o que exige uma simples adaptação na usina de asfalto com instalação de silo de recebimento de RAP e correia transportadora de ligação ao compartimento de mistura com o CAP. Como a reutilização do RAP traz economia financeira, deve ser levado em consideração nas planilhas de custos uma leve redução nos valores financeiros que traga ganhos aos cofres públicos, mas de modo que a empresa ganhadora da licitação que tenha capacidade técnica seja capaz de produzir o concreto asfáltico com RAP também se beneficie financeiramente desta redução de custos.