Exemplos do uso ativo de aditivos de adição por via seca: Turquia, Geórgia, Cazaquistão e Ucrânia. Custos econômicos e de tempo, a conclusão e o balanço.
Exemplos do uso ativo de aditivos de adição por via seca
Turquia, autoestrada D-100, trecho Istambul — Izmit
Nesse trecho foi usada a tecnologia de incorporação direta (por via seca) do aditivo polimérico no misturador da usina de asfalto sem modificação prévia do ligante asfáltico. Isso permitiu:
- Reduzir a formação de afundamento em trilha de roda a uma temperatura do ar de +45 °C para menos de 2 mm (pelos resultados de ensaios dinâmicos);
- Elevar a resistência ao cisalhamento do pavimento em 60–70% em comparação com trechos onde se usou a modificação convencional do ligante asfáltico;
- Economizar 7.000–9.000 euros por semana pela redução do consumo de energia e pela eliminação da etapa de homogeneização do ligante asfáltico.
A tecnologia foi executada por uma das principais empreiteiras da Turquia e aprovada pelo laboratório rodoviário nacional. A experiência confirmou que ela se aplica em regiões com carregamento térmico aumentado e alta intensidade de tráfego.
Geórgia, trechos de via em Tbilisi, praça “Avlabari”
Foi usada a tecnologia de “adição por via seca” do aditivo polimérico “MPC” VELETON™ no misturador da usina de asfalto sem modificação prévia do ligante asfáltico, com base na usina do JEO GROUP. Isso permitiu:
- Reduzir a formação de afundamento em trilha de roda a uma temperatura da superfície de até +65 °C para 1,5 mm;
- Elevar a resistência ao cisalhamento do pavimento em 60–70% em comparação com trechos onde se usou a modificação convencional do ligante asfáltico;
Esse trecho, com o aditivo polimérico aplicado pelo método de “adição por via seca”, está sob observação de especialistas do Laboratório Municipal há mais de 3 anos, sem observações sobre o pavimento.
“Overall, the test results complied with the specifications, and no distress or failure was recorded after 7 years of being under service. This could indicate that plastomers and the dry method can be considered as reliable alternatives for high quality asphalt pavement production.”
“No conjunto, os resultados dos ensaios atenderam às especificações, e nenhuma deterioração ou falha foi registrada após 7 anos em operação. Isso pode indicar que os plastômeros e o método de “adição por via seca” podem ser considerados alternativas confiáveis para a produção de pavimento asfáltico de alta qualidade.”
(fonte researchgate.net)
Cazaquistão, Astana, Rua Tlendiyeva
Nesse trecho de via os serviços rodoviários executavam reparo de médio porte com fresagem pelo menos 2 vezes por ano, porque a faixa esquerda é um trecho de frenagem do tráfego pesado de carga antes do semáforo e as cargas de projeto superam as admissíveis em mais de 2 vezes. Foi usada a tecnologia de “adição por via seca” do aditivo polimérico no misturador da usina de asfalto sem modificação prévia do ligante asfáltico para a camada inferior (densa, de granulometria grossa, A-40) e a camada superior (densa, SMA-20). Isso permitiu:
- Não executar reparo de médio porte desse trecho há mais de dois anos;
- Elevar a resistência ao cisalhamento do pavimento em 70–90% em comparação com trechos onde se usou a modificação convencional do ligante asfáltico;
Ucrânia, Kyiv, a ponte “Norte”
Antes, os serviços rodoviários executavam reparo de rotina das camadas superiores nessa obra pelo menos uma vez por ano. Isso está ligado ao carregamento elevado sobre a pista de rolamento e à temperatura aumentada da camada superior (no período de verão).
Foi usada a tecnologia de “adição por via seca” do aditivo polimérico no misturador da usina de asfalto sem modificação prévia do ligante asfáltico para a camada superior (densa, de granulometria fina, A-20).
No momento a obra está em operação há mais de três anos sem defeitos visíveis e está sob observação trimestral dos serviços rodoviários da cidade.
Custos econômicos e de tempo
Na construção rodoviária atual, os custos econômicos e de tempo desempenham um papel essencial, especialmente no trabalho de uma usina de asfalto. O custo dos materiais, da energia e da logística repercute diretamente na rentabilidade do projeto, e atrasos na produção podem levar ao descumprimento dos cronogramas de aplicação e a um aumento dos custos de equipamento e de mão de obra.
Otimizar os processos de produção, escolher modificadores economicamente eficazes e administrar os recursos com racionalidade tornam possível reduzir o custo da mistura sem perda de qualidade. Sob prazos de obra apertados, é importante minimizar o tempo gasto no aquecimento do ligante asfáltico, na dosagem dos componentes e no transporte do concreto asfáltico, de modo a assegurar a sua aplicação no regime de temperatura ótimo e a evitar o consumo excessivo de materiais.
1. Consumo de energia e a tecnologia de modificação
Modificação do ligante asfáltico com polímero SBS ou similar. Quando se usa o polímero SBS (ou um similar), o ligante asfáltico é primeiro aquecido a 180–190 °C (às vezes mais) e o polímero é introduzido em uma instalação de mistura. Isso exige um consumo de energia significativo para aquecer os equipamentos (o reator, os misturadores, o armazenamento do ligante asfáltico) e para manter a temperatura alta ao longo de todo o processo de modificação. Tempo e energia adicionais também são frequentemente necessários para reticular (homogeneizar) o SBS com o ligante asfáltico. O ligante asfáltico modificado por polímero (PMB) assim obtido tem então de ser armazenado a temperatura elevada, o que continua a “consumir” energia e cria um risco de degradação termo-oxidativa do polímero durante uma manutenção prolongada.
Modificação “a seco” da mistura asfáltica. Com a “adição por via seca”, o polímero (em forma de grânulos) é incorporado diretamente no misturador durante a produção da mistura asfáltica, junto com os materiais minerais. A temperatura do ligante asfáltico não muda em relação ao asfalto comum (sem polímeros) e fica em torno de 155–160 °C, e não se requer nenhum processo separado de homogeneização do ligante asfáltico com o polímero, já que o aditivo polimérico de “adição por via seca” se mistura uniformemente por toda a mistura asfáltica, funde no contato com os materiais pétreos aquecidos e, em seguida, liga todos os componentes da mistura asfáltica uns aos outros.
Isso tem um efeito muito positivo sobre as propriedades do ligante asfáltico, já que não ocorrem processos oxidativos nem termodestrutivos, e os hidrocarbonetos aromáticos permanecem na composição do ligante asfáltico em vez de “queimarem”, como ocorre durante a modificação com aditivos do tipo SBS. Isso torna possível preservar a ductilidade e a plasticidade do ligante asfáltico.
Do ponto de vista energético, não há um ciclo adicional de mistura do ligante asfáltico com o polímero em temperatura alta. O desembolso total com a manutenção das temperaturas e com a mistura é, portanto, significativamente menor do que na variante clássica do PMB.
2. Custos de tempo
Modificação do ligante asfáltico com polímero SBS ou similar. É necessária uma etapa separada na usina (ou em uma instalação externa) para preparar o PMB: aquecimento do ligante asfáltico (4-5 horas), dosagem, homogeneização (6-8 horas), manutenção/estabilização térmica (4-6 horas), análise de qualidade. Todas essas ações alongam o ciclo tecnológico em no mínimo 8-12 horas e exigem equipes de qualificação excepcionalmente alta. Se o PMB for mal armazenado (regime de temperatura não observado), são possíveis a separação e a perda de propriedades.
Modificação “a seco” da mistura asfáltica. Nessa tecnologia a etapa de modificação está embutida diretamente no processo de produção do asfalto. O polímero é incorporado à mistura ao mesmo tempo que os componentes minerais (o agregado graúdo e o fíler) por meio de um dosador especial de alta precisão. Isso torna possível dispensar uma etapa separada de pré-mistura do polímero com o ligante asfáltico. Essa abordagem responde aos requisitos atuais do setor de construção rodoviária, apoia-se em soluções tecnológicas modernas, exclui a influência do fator humano e reduz o risco de erros durante a modificação. Em consequência, o processo se torna mais eficaz, os custos de tempo e financeiros da modificação são eliminados, e o controle de qualidade se torna mais estável e previsível.
“O método de “adição por via seca” se caracteriza pela simplicidade, pela flexibilidade, por um baixo consumo de energia e por um baixo nível de poluição, o que o torna uma escolha ideal na engenharia de reparo de pavimentos.”
(fonte sciencedirect.com)
Conclusão
Em produção de larga escala (várias centenas ou milhares de toneladas de concreto asfáltico por dia), a diferença de consumo de energia entre modificar o ligante asfáltico (com aditivos do tipo SBS ou outros) e a “adição por via seca” do polímero em uma mesma usina pode chegar a 9.000 - 11.000 dólares por mês, o que ao longo de uma temporada de construção se transforma em uma soma significativa.
Além disso, a modificação “a seco” da mistura asfáltica, na qual aditivos granulados são incorporados diretamente no misturador junto com os materiais minerais e o ligante asfáltico, torna possível simplificar consideravelmente o processo de produção nas usinas de asfalto. Essa abordagem remove a necessidade de uma etapa separada de preparo de ligante asfáltico modificado, o que por sua vez dispensa o custo de equipamentos adicionais para incorporar, dosar e homogeneizar o polímero no ligante asfáltico. Cai a necessidade de mistura e manutenção prolongadas do ligante asfáltico em temperatura alta para dissolver o aditivo.
Isso torna possível economizar uma quantidade significativa de tempo e reduzir os custos operacionais. A usina não precisa manter tanques de ligante asfáltico separados em reserva para diferentes tipos de ligante (comum e modificado), o que é particularmente relevante para unidades de produção pequenas e móveis. O consumo de energia cai, e as perdas de material na troca de um lote para outro são reduzidas.
Aplicar o método de “adição por via seca” também repercute positivamente nas propriedades de aplicação da mistura asfáltica. Um material assim compacta com mais facilidade sob regimes tecnológicos padrão, graças à distribuição uniforme do modificador por todo o corpo da mistura. Isso reduz o risco de formação de vazios, rasgos e zonas não compactadas no pavimento acabado, o que repercute diretamente na durabilidade e na resistência da via.
Além disso, a modificação “a seco” reduz a probabilidade de erros tecnológicos que surgem com frequência quando se prepara ligante asfáltico modificado na usina. Na tecnologia convencional, problemas como estes são possíveis:
- dissolução incompleta ou não uniforme do polímero no ligante asfáltico;
- superaquecimento e destruição térmica da estrutura do polímero;
- separação e instabilidade do ligante resultante durante o armazenamento;
- confusão no trabalho com vários tipos de ligante asfáltico.
Com o método de “adição por via seca” esses riscos são reduzidos ao mínimo, já que a modificação ocorre diretamente no processo de produção da mistura asfáltica, sem operações complexas na instalação de ligante asfáltico. Isso torna a tecnologia mais estável, mais reproduzível e mais conveniente para as usinas.
Balanço
A questão de modificar ligantes asfálticos e misturas asfálticas torna-se cada vez mais premente, já que nem todos os ligantes asfálticos têm capacidade suficiente de ser modificados com polímeros nem a qualidade necessária. Isso empurra os produtores a procurar métodos alternativos de melhorar significativamente as propriedades do concreto asfáltico, levando em conta as particularidades dos componentes da mistura. Uma das soluções comprovadas e eficazes é incorporar aditivos poliméricos diretamente no misturador da usina de asfalto.
Esse método tem uma série de vantagens substanciais em relação à modificação convencional do ligante asfáltico com polímeros. Primeiro, a qualidade da modificação torna-se independente da tecnologia pela qual o ligante asfáltico foi produzido, o que importa particularmente no trabalho com ligantes asfálticos de destilação, que interagem mal com polímeros. Segundo, economizam-se recursos de tempo e de energia, já que se elimina a necessidade de aquecimento e homogeneização prolongados do ligante asfáltico modificado por polímero. Terceiro, cai o risco de envelhecimento térmico do ligante asfáltico, já que a temperatura a que ele é aquecido não excede os valores de trabalho no misturador da usina de asfalto. Em consequência, os produtores obtêm propriedades mais previsíveis e estáveis da mistura asfáltica, o que simplifica o controle de qualidade na produção e reduz o risco de surgirem defeitos no pavimento.
Com o apoio ativo dos principais produtores de misturas asfálticas, de institutos de pesquisa especializados e da comunidade de engenharia, a tecnologia de “adição por via seca” para aditivos poliméricos não apenas se provou, mas se estabeleceu como um método pleno e altamente eficaz de modificação de ligante asfáltico, que não fica atrás e, em uma série de parâmetros essenciais, supera a tecnologia clássica de modificação do ligante asfáltico. É por isso que ela é aplicada cada vez mais amplamente como a solução ideal, que responde aos requisitos atuais do setor de qualidade, solidez tecnológica e eficácia econômica.
“The dry process modification is characterized by simplicity, flexibility, low energy consumption, and low pollution, making it an ideal choice in pavement repair engineering.”
“O método de “adição por via seca” se caracteriza pela simplicidade, pela flexibilidade, por um baixo consumo de energia e por um baixo nível de poluição, o que o torna uma escolha ideal na engenharia de reparo de pavimentos.”
(fonte sciencedirect.com)
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