ARTIGO ORIGINAL
SOUZA, Iago Nascimento Ribeiro Teixeira de [1], MATA, Mauro Sérgio Santos da [2], GUEDES, Rudgero Oliveira [3]
SOUZA, Iago Nascimento Ribeiro Teixeira de. MATA, Mauro Sérgio Santos da. GUEDES, Rudgero Oliveira. Análise da utilização do asfalto borracha na pavimentação como uma solução técnica e sustentável. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano. 06, Ed. 12, Vol. 04, pp. 05-19. Dezembro de 2021. ISSN: 2448-0959, Link de acesso: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/asfalto-borracha
RESUMO
O pneu foi desenvolvido com o intuito de promover um conforto na locomoção humana veicular, todavia, a sua eliminação vem sendo realizada de forma errônea no meio ambiente, ocasionando assim diversos contratempos, sendo os principais os alagamentos e disseminação de patologias em larga escala. Observando esta problemática, buscou-se agrupar tal material na composição dos revestimentos asfálticos, sendo esta uma prática adotada recentemente em alguns municípios no Brasil. Diante deste contexto, esta pesquisa tem como principal questionamento: a inserção deste tipo de artifício é capaz de ocasionar redução dos índices de poluição do meio ambiente? Como objetivo buscou-se realizar uma análise comparativa acerca das estradas pavimentadas com asfalto tradicional em relação ao de borracha, apresentando assim os pontos positivos, bem como os negativos visualizados até então. Trata-se de uma investigação do tipo exploratória e descritiva para o qual foi desenvolvida uma revisão bibliográfica, onde utilizou-se 20 artigos divulgados em periódicos de 1993 a 2021. Depreende-se por meio deste estudo que que a adoção do asfalto borracha é altamente viável, mesmo apresentando algumas desvantagens. Portanto, este tipo de metodologia é capaz de ocasionar redução dos índices de poluição do meio ambiente, promovendo a diminuição do descarte errôneo de pneus na natureza.
Palavras-chave: Asfalto Borracha, Ligante Asfáltico, Pavimentação, Meio Ambiente, Pneu.
1. INTRODUÇÃO
O meio ambiente é definido, de acordo com a declaração da Conferência das Nações Unidas, como um sistema físico e biológico global em que vivem o homem e outros organismos, ou seja, um conjunto de componentes que interagem em seu interior (MARGULIS, 1990). Complementando esta citação, a Lei da Política Nacional do Meio Ambiente, em seu art. 3º, I, conceituou meio ambiente como “[…] o conjunto de condições, leis, influências e interações de ordem física, química e biológica, que permite, abriga e rege a vida em todas as suas formas” (SOUZA, 2020).
Em outras palavras, é por meio do meio ambiente que podemos encontrar tudo o que é necessário para a nossa sobrevivência. E, por haver uma importância tão significativa, a preocupação com a sua conservação é imprescindível, principalmente em uma sociedade que adota o descarte lixo em locais incorretos, prejudicando assim tanto a fauna como a flora em toda sua circunscrição.
Um dos materiais que vem sendo, não só produzido em grandes quantidades, mas também eliminado incorretamente, são os pneus (MARGULIS, 1990). Segundo Martins (2015), o Brasil possui cerca de 2,3 veículos por habitante, ocupando de certo modo a sétima colocação mundial na fabricação de pneus de carros de passeio e a quinta colocação na fabricação de pneus para caminhões, ônibus e camionetes. Como o consumo deste material não é consciente, o seu rejeite no meio ambiente se torna um hábito comum, gerando uma série de consequências negativas, sendo as principais: poluição do solo e contaminação de áreas; eliminação de gases tóxicos; e disseminação de diversas doenças, entre elas a dengue, malária e febre amarela.
Segundo Martins (2015), o Brasil gera em torno de 30 milhões de pneus sem serventia, onde são despachados para os depósitos clandestinos ou mesmo eliminados erroneamente no meio ambiente, todavia, com o desenvolvimento de novas tecnologias, foi possível haver a empregabilidade destes materiais como borracha pulverizada, na qual pode ser direcionado como matéria prima modificadora dos asfaltos habituais.
Assim, surge o asfalto-borracha, que nada mais é do que a reutilização de pneus sem serventia na construção de concreto asfáltico. Tchobanoglous et al. (1993) declara que, “Apesar de ser um processo mais caro em relação ao convencional, o asfalto borracha apresenta como característica o aumento da durabilidade e flexibilidade do produto final, contribuindo assim com a redução dos custos de manutenções periódicas”.
Cury et al. (2015) corrobora que, a grande presença de benefícios ambientais e econômicos apresentados na literatura já são justificativas suficientes para a adoção desta metodologia em todo o Brasil. De uma forma mais abrangente, estradas que possuem borracha em sua composição são mais duráveis e menos quebradiças, ou seja, oferecem oposição à fissuração, além de possuírem prazo de validade de 10 anos.
Neste contexto, esta pesquisa tem como questionamento: a inserção deste tipo de artifício é capaz de ocasionar redução dos índices de poluição do meio ambiente?
O objetivo desta pesquisa é realizar uma análise comparativa acerca das estradas pavimentadas com asfalto tradicional em relação ao de borracha, apresentando assim os pontos positivos, bem como os negativos visualizados até então.
Como objetivos específicos, pretendem-se: apurar a efetividade da tecnologia em termos de sustentabilidade ambiental; examinar a probabilidade técnica do desempenho de resíduos de borracha de pneus que são remodelados em material de pavimentação asfáltica; e, por fim, informar como os aspectos ambientais podem abalar o comportamento com essa mistura, desde o tipo ou tamanho da porção.
A principal finalidade no desenvolvimento desta pesquisa é a valorização destes procedimentos frente aos profissionais da área, incentivando assim o treinamento dos envolvidos em toda sua conjuntura, bem como a diminuição dos impactos frente ao meio ambiente. Outro propósito é a elevação do número de publicações a respeito, já que ainda é possível averiguar uma desvalorização deste tema frente ao âmbito acadêmico, principalmente no que tange a presença de livros.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 O PNEU E O MEIO AMBIENTE
Sabe-se que os pneus são artefatos primordiais, capazes de garantir a segurança dos usuários, todavia, quando não são mais úteis, os mesmos são, conforme Cury et al. (2015), eliminados, ou mesmo, em alguns poucos casos, reutilizados. Quando abandonados ou armazenados em locais irregulares, como riachos, lagos, rios ou valas de drenagem, podemos constatar que a ocorrência de uma inundação é altamente viável, ocasionando assim alagamentos nas zonas urbanas e, consequentemente, a disseminação de diversas patologias.
A Resolução CONAMA 416/09 informa, no art. 15, que a destinação final de pneus no meio ambiente é claramente proibida, principalmente em corpos d’água, terrenos baldios e aterros sanitários. Em outras palavras, trata-se de resíduos difíceis de manusear, por isso a sociedade deve pensar em um modo de eliminá-los corretamente (ALVES et al., 2015).
Souza (2020) corrobora que, a queima de pneus também retrata uma ameaça ao solo e as águas subterrâneas, pois os produtos químicos, tóxicos e metais pesados soltos durante a combustão podem durar anos no meio ambiente. Em decorrência deste ato, animais podem adoecer, bem como os humanos, devido a ingestão ou mesmo inalação destes produtos.
Além de causar transtornos físicos e ambientais, Cury et al. (2015) declara que a presença destes materiais em locais inadequados gera gastos desnecessários a Administração Pública, que precisa investir em equipamentos capazes de retirar estes entulhos das vias públicas, além de precisar suster os serviços de saúde para lidar com o tratamento de patologias advindas destas ações. Ou seja, os malefícios são extremamente dolosos a sociedade em geral, portanto, precisa-se intervir o quanto antes, evitando assim o agravamento desta problemática em larga escala.
2.2 TIPOS DE PAVIMENTOS
O pavimento rodoviário é dividido em três tipos, onde leva-se em consideração a deformabilidade e o aspecto do material, sendo eles: pavimento flexível, pavimento rígido e pavimento semirrígido. A seleção de cada tipo de pavimento irá depender da veemência do tráfego, da característica da resistência do solo da fundação e da qualidade dos materiais à disposição (DNIT, 2006).
Segundo o autor supracitado, o pavimento flexível, também conhecido como pavimento asfáltico, é formado por camadas de mistura asfáltica com espessura de cerca de 15 a 40 cm. A camada superior é composta por mistura asfáltica, enquanto a inferior é perpetrada por materiais granulares. Como benefício, este modelo é mais barato, suporta melhor o estresse e possui uma manutenção mais simples (Figura 01).
Figura 01: Composição do Pavimento Flexível.
Segundo Neves (2004), o pavimento rígido possui uma camada de concreto de cimento de alta resistência à tração e flexão, na ordem de 4,5 Mpa e de 15 a 40 cm de espessura, diretamente sobre a fundação ou sobre a camada de base, na qual é tratada com ligante hidráulico (Figura 02). Este tipo de pavimento pode suportar melhor o impacto do que outros pavimentos. Além disso, se usado corretamente, requer pouca manutenção, mas se ocorrer algum dano, ele precisa ser totalmente reconstruído. Seu custo geralmente é mais alto.
Figura 02: Composição do Pavimento Rígido.
O Pavimento semirrígido, segundo Neves (2004), possui uma espessura que gira em torno de 20 a 50 cm, sendo formado pela camada superior de massa asfáltica (Figura 03). Este tipo de estrutura é altamente resistente ao desgaste, devido a presença de materiais granulares. Silva e Carneiro (2014) informam que este modelo tem sido aplicado nos corredores de ônibus mais modernos e que seus custos de manutenção e implantação são inferiores aos de pavimentos rígidos.
Figura 03: Composição do Pavimento Rígido.
2.3 HISTÓRIA DO ASFALTO BORRACHA
Segundo Bertollo et al. (2000), a história do pneu é bem interessante, pois aconteceu de forma acidental, por Charles Goodtyer, em 1841. Este indivíduo não só entendeu, mas também registrou o processo de vulcanização da borracha. Como consequência, Charles, juntamente com Paul Litchfield, que é projetista de pneu, fizeram com que a marca Goodtyer chegasse à liderança em 1917, se tornando o maior fabricante de pneu no mundo. De antemão, o pneu de borracha substituiu as rodas de madeira e de ferro usadas em carroças e carruagens que, além de serem mais confortáveis, são mais resistentes.
Para Gonçalves (2002), o emprego da borracha de pneu moído, ou mesmo o pó de pneu, nas misturas asfálticas, se tornou uma alternativa altamente viável no que tange a prevenção da degradação ambiental.
Charles McDonald pesquisou a respeito e percebeu que o uso de pneu triturado poderia proporcionar um material elástico, que poderia ser aplicado na pavimentação asfáltica. Depois desta descoberta, diversos estudos foram realizados até a obtenção de um asfalto-borracha de qualidade (MORILHA JR; GRECA, 2003).
Em 1991, o ISTEA (Intermodal Surface Transportation Efficiency Act – EUA) adotou a pavimentação asfáltica nos Estados Unidos, sendo esta composta especificamente da decomposição de pneus. Esta prática também foi muito empregada nos Estados do Arizona, onde 90% dos pavimentos eram compostos de pneus em seu arranjo (GONÇALVES, 2002).
O autor supracitado informa ainda em suas análises que esta metodologia foi adotada no Brasil em 2001, na rodovia BR-116, estado do Rio Grande do Sul, trecho Guaíba Camaquã, sendo a pioneira no assunto, mas sabe-se que, devido à falta de investimentos, esta proposta ainda não se tornou uma realidade no território nacional.
Bertollo et al. (2000) declara que os custos deste processo ainda são elevados em relação ao asfalto convencional, mas quando existe uma análise mais sucinta em relação a qualidade, durabilidade e custo, verifica-se que o asfalto borracha é uma alternativa muito mais viável, principalmente no que tange a reciclagem dos pneus descartados nas vias públicas, sendo esta uma solução mais interessante quanto a proteção do meio ambiente.
2.3.1 PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO ASFALTO BORRACHA
Existem inúmeros métodos para a inserção da borracha ao ligante asfáltico, dentre essas, destacam-se o sistema seco e o sistema úmido. O processo seco, conforme Martins (2004), é indicado para misturas asfálticas a quente, podendo ser do tipo aberta ou mesmo fechada, todavia, o profissional responsável deve levar em consideração que o mesmo não pode ser agregado em outros tipos de pavimentos como as misturas asfálticas a frio, fechamento de trincas ou tratamentos superficiais.
Já o sistema úmido é aquele em que as partículas de borracha são incorporadas ao cimento asfáltico, antes deste ser adicionado ao agregado. Além disso, é importante informar que este método pode ser empregado em misturas asfálticas quentes, capas selantes, tratamentos superficiais, membranas absorvedoras de tensão, selamento de trinca, entre outros (MARTINS, 2004). Bertollo et al. (2000) informam que, no Brasil, o processo de via úmida é o mais utilizado, estando inclusive descrito na DNIT 111/2009.
Faxina (2002) ainda relata em suas análises a existência de um terceiro processo, sendo ele o misto, que consiste na adoção de uma mistura muito próxima ao demonstrado no processo seco, todavia, existe a inserção do uso de um ligante modificado com borracha.
No caso do sistema úmido, o ligante asfáltico, que é modificado pela incorporação da borracha moída, pode ser classificado conforme o seu processo de fabricação, sendo ele estocável ou não (MARTINS, 2004). Este autor ainda relata que o sistema estocável, que é conhecido como Terminal Blending, consiste na mistura de partículas finas de borracha moída em um terminal especial. Como consequência, o material se torna homogêneo, permitindo assim a sua estocagem (Figura 04). No processo Terminal Blending, a borracha será devidamente misturada ao ligante em elevadas temperaturas (maiores que 177 °C) por agitação em alto cisalhamento e, como resultado, teremos uma mistura menos viscosa (BERTOLLO et al., 2000)
Figura 04: Etapas do processo úmido (Terminal Blending)
Por se encontrar submetida a altas temperaturas, haverá a despolimerização e a desvulcanização da borrada. É importante salientar que o sistema não estocável consiste na produção do asfalto modificável com equipamento misturador na própria obra e, por não apresentar homogeneidade e estabilidade, o produto deve ser aplicado de forma imediata. Já o sistema estocável, a borracha será moída e incorporada ao CAP minutos antes dos agregados com agitação em baixo cisalhamento, permitindo assim a aquisição de um produto com granulometrias superiores e com uma melhor viscosidade. Aqui não ocorre a despolimeração e nem a desvulcanização (MARTINS, 2004).
3. METODOLOGIA
Para o alcance dos objetivos destas pesquisa, realizou-se um estudo bibliográfico, de caráter descritivo e exploratório, com abordagem qualitativa. Os materiais adotados foram obtidos na base de dados Scielo (Scientific Eletronic Library Online), que foram selecionados seguindo os seguintes critérios: 1) artigos completos publicados em periódicos de forma online; 2) nacionais; 3) que tratassem do tema proposto de forma direta. Como métodos de exclusão, utilizaram-se os seguintes fatores: artigos em língua estrangeira, artigos incompletos e que não estivessem inseridos na base de dados citados anteriormente.
Para a seleção dos materiais, foram empregados os seguintes descritores: “asfalto borracha”, “pavimentação” e “reciclagem”. Foram obtidos 122 artigos, que, após a inserção dos critérios de inclusão e exclusão acima, chegou-se a 20 publicações, na qual foram dispostos entre os anos de 1993 a 2020. E, após a busca, deu-se início a apreciação deles, com o propósito de responder os objetivos do estudo. Todo o processo ocorreu no mês de novembro do presente ano, ou seja, 2021.
Procurando facilitar a interpretação e análise por parte do leitor, este trabalho foi dividido em capítulos, sendo o capítulo 1 destinado à introdução, o 2 a fundamentação teórica, 3 a metodologia, 4 as análises e discussões, 5 conclusões e, por fim as referências. É válido ressaltar que o capítulo 2 foi constituído por seções secundárias, onde foi descrita de forma sucinta a respeito do pneu e o meio ambiente, os tipos de pavimento, a história do asfalto borracha, o processo de fabricação do mesmo e os benefícios e malefícios encontrados na literatura vigente.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1 VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DO ASFALTO BORRACHA
De acordo com Bertollo et al. (2000), uma rodovia não é planejada para manter-se por 60 anos, pois o asfalto tem uma vida útil definida, que gira em torno de 15 anos. Todavia, quando a borracha é aplicada adequadamente na composição do pavimento, o asfalto pode resistir por 30 a 40 anos ou mais, sem maiores problemas.
A técnica de reaproveitamento da borracha por meio do pavimento asfáltico é muito próspera. Segundo pesquisas realizadas pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul, para a produção 1 km, são consumidos cerca de 1.000 a 1.200 pneus. Além disso, estudos mostram que a conservação do asfalto borracha é o dobro dos ligantes asfálticos tradicionais e o surgimento de trincas no revestimento é reduzido. Outro aspecto interessante é que as fissuras do pavimento de asfalto borracha são quatro vezes menores em comparação com o pavimento tradicional (FAXINA, 2002).
De acordo com uma pesquisa realizada com o simulador LCPC, em termos de deformação permanente, nota-se que a modificação do pavimento asfalto borracha é muito menor do que a do pavimento asfáltico CBUQ (NEVES, 2004). Outro fator de grande relevância é que, depois de testado em um simulador de tráfego, com a aplicação de 50 mil ciclos, o panorama direito do pavimento com asfalto borracha, deformou-se 6%, enquanto o lado esquerdo com o pavimento convencional deformou-se 14%, empregando-se somente 20 mil ciclos. Depois desses testes, não foi observado nenhum tipo de indício de afundamento de rodas no pavimento com asfalto borracha (Figura 05) (FAXINA, 2002).
Figura 05: Asfalto com adição de borracha de pneus inutilizados
Sampaio (2005) afirma que, embora o asfalto borracha seja um meio sustentável, se comparado ao asfalto tradicional, à pavimentação por meio deste componente apresenta as seguintes vantagens: maior viscosidade e rigidez às mudanças climáticas; vida útil superior; elasticidade mais elevada; emprego de linhas com espaçamento maiores (dispensando o agregado médio); significativa aderência entre os agregados; reforço na impermeabilização; e um maior ajuntamento entre asfalto e pneu, reduzindo assim os riscos de acidentes em larga escala.
4.2 DESVANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DO ASFALTO BORRACHA
Embora o asfalto borracha seja um meio renovável, ele também possui algumas desvantagens. Um dos problemas verificados é a poluição atmosférica, já que os componentes do asfalto borracha requerem uma temperatura mais elevada para a sua confecção, o que majora a liberação de componentes poluidores, se comparado com o asfalto convencional, que requer uma temperatura mais amena (SPECHT, 2004).
Outro fator a ser citado são as despesas. De uma forma mais específica, o asfalto borracha custa em média 20% a mais em comparação ao comum. Di Giulio (2004) citou em suas análises que o custo médio do asfalto borracha é de 118 mil reais, enquanto o do asfalto tradicional gira em torno de 89 mil reais. (DI GIULIO, 2004).
De acordo com Bertollo e Fernandes (2002), existem ainda alguns obstáculos a serem avaliados quanto a construção de pavimentos com asfalto borracha, sendo eles: necessidade de ferramentas específicas, tipo da granulometria dos agregados pétreos, falta de sistematização de critérios de dosagem, importe da borracha moída e a utilização de uma metodologia padronizada. Esses problemas se encontram presentes tanto no método seco quanto no úmido.
5. CONCLUSÃO
Diante da apresentação dos resultados acima, verificou-se que a adoção do asfalto borracha é altamente viável, mesmo apresentando algumas desvantagens. Portanto, este tipo de metodologia deve ser adotado em todo o território nacional, de modo que o número de pneus descartados erroneamente na natureza seja diminuído ou mesmo eliminado por completo.
Quanto aos objetivos elencados, todos foram alcançados, tendo como principal dificuldade, o número reduzido de publicações a respeito, principalmente no que tange a presença de livros. Em relação a pergunta central da pesquisa, isto é, se a inserção deste tipo de artifício é capaz de ocasionar realmente uma redução dos índices de poluição do meio ambiente, chegou-se à conclusão de que sim, todavia, a poluição atmosférica ainda é uma realidade, devido a queima do material.
Sugere-se a realização de investigações, sobretudo análises práticas, que busquem a redução destas desvantagens, principalmente no que tange a presença destes poluentes atmosféricos, pois nada adianta eliminar um problema, ocasionando outro. Além disso, a elevação do número de publicações a respeito acaba incentivando os profissionais a adotarem este tipo de conduta nos municípios e nas capitais de forma progressiva. Como consequência, mais benefícios serão contraídos pela sociedade.
Diante disso, conclui-se que, mesmo havendo estudos a respeito, o país ainda precisa investir na implementação de normas ambientais mais eficazes, maiormente sobre esta temática, de forma que a borracha advinda dos pneus seja empregada em larga escala, eliminando assim os índices de poluição, tão evidentes nos dias atuais. Como benefício, teremos estradas mais confortáveis e duradouras, e, principalmente, a redução de gastos públicos com a manutenção destas vias
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TCHOBANOGLOUS, George et al., Gestão Integrada de Resíduos Sólidos, Dissertação de Mestrado. São Carlos: Universidade de São Paulo, 1993.
[1] Acadêmica do curso de Engenharia Civil da Faculdade Independente do Nordeste – FAINOR.
[2] Acadêmica do curso de Engenharia Civil da Faculdade Independente do Nordeste – FAINOR.
[3] Orientador.
Enviado: Novembro, 2021.
Aprovado: Dezembro, 2021.
