Quem acompanha os custos com equipamentos em obras, sabe quanto alguns itens pesam no orçamento. Nos projetos de pavimentação, por exemplo, o Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP) – também conhecido como ligante asfáltico – chega a representar aproximadamente 70% do custo operacional de uma planta de asfalto.

Indispensável à produção da massa asfáltica, o CAP é responsável pela aglutinação dos agregados, garantindo a durabilidade e a fluência necessárias para o uso do material nas obras. Isso leva a crer que as alternativas voltadas para minimizar o desperdício desse produto são valiosas para se obter ganhos financeiros.

É o caso do medidor de vazão, um dispositivo técnico complementar que tem a finalidade de aprimorar o controle da dosagem e das características do CAP nas misturas. Segundo especialistas, a solução atende de maneira eficiente o traço do projeto a ser realizado. Isso significa que, quanto mais adequado o ligante estiver ao ponto ótimo da fórmula, melhor será o retorno do empreendimento em relação à expectativa de vida útil do pavimento.

OTIMIZAÇÃO

Ao lado da necessidade de controlar a quantidade do ligante utilizado na produção da mistura, os motivos técnicos para a instalação de medidores de vazão em usinas incluem monitoramento em tempo real do fluxo de CAP, possibilidade de ajustes rápidos durante o processo e adoção de um controle eficiente do insumo, além de evitar erros de dosagem e obter maior precisão no cálculo dos custos de produção e planejamento de compras de ligante. “A implementação de medidores de vazão é parte de uma abordagem abrangente para o controle de qualidade e otimização dos processos de produção”, observa Vinicius Dutra, especialista em aplicação e produto da Ciber.

Outras práticas, como a instalação de sensores de umidade, monitoramento da temperatura, análise de amostras em laboratório e manutenção adequada dos equipamentos, também desempenham um papel crucial na obtenção de resultados consistentes e de alta qualidade na produção de mistura asfáltica.

“A escolha do tipo de medidor de vazão, que pode ser mássico coriolis ou volumétrico, depende das necessidades específicas da usina e características do processo de produção”, explica Dutra, destacando que ambos têm vantagens e desvantagens. “Por isso, é importante avaliar os requisitos de precisão, custo, compatibilidade com o sistema de automação e outros fatores preponderantes para a seleção do medidor mais adequado.”

De acordo com Ivan Reginatto, gerente comercial da Ammann, nas misturas tradicionais utiliza-se em média em torno de 5% de ligante. E ganhos de 0,1%, com redução do percentual de CAP de 5,1% para 5% por tonelada, por exemplo, já representam uma economia considerável no custo com matéria-prima.

Dispositivo permite controlar a qualidade e otimizar os processos de produção

“Em alguns casos, pode-se evitar a perda de produção e manter o percentual do CAP dentro dos limites estabelecidos no projeto, mesmo com alguma variação de temperatura / viscosidade do ligante durante o processo”, explica.

Pelo viés da indústria, o principal objetivo de um fabricante é produzir um equipamento condizente com as demandas técnicas de qualidade do projeto construtivo, incluindo estrutura da mescla, curva granulométrica, teor de ligante e de RAP, entre outras particularidades de cada traço.

“No tocante ao uso de controladores de vazão de CAP, isto se faz imperativo em função de esse componente alterar o comportamento físico e a durabilidade do pavimento flexível ao longo de sua vida útil, caso tenha variações em excesso ou em falta do ligante asfáltico, conforme o projeto construtivo”, diz Alesandra Ribeiro, coordenadora de marketing da Astec Industries.

INSTALAÇÃO

Engana-se quem pensa que os medidores de vazão só podem integrar usinas novas e com tecnologia avançada. Afinal, esses dispositivos também podem ser instalados em plantas já em operação, sendo que os contratantes muitas vezes exigem esse item como requisito básico em obras rodoviárias.

Contudo, a instalação em equipamentos em uso pode exigir adaptações na tubulação e nas estruturas para integração do sistema, sendo que cada empresa pode adotar uma abordagem específica para esse ajuste, considerando a infraestrutura e os requisitos do medidor a ser instalado. “

Podemos implantar o dispositivo em qualquer equipamento de nossa marca”, assegura o engenheiro Gilnei Barboza da Luz, gerente de vendas da Margui, acrescentando que a instalação do software de controle com malha fechada requer acesso ao sistema de controle da usina. “Para isso, utilizamos o nosso próprio software com senha, que só pode ser acessado pelo fabricante”, completa.

Recurso mantém o percentual de CAP dentro dos limites estabelecidos em projeto

Segundo Luz, uma vez instalado, o medidor informa a vazão que passa pelo equipamento e a compara com o valor pré-determinado no software da usina. Qualquer variação identificada é comunicada via software à usina, que corrige a vazão alternando a rotação da bomba dosadora para o valor programado.

Reginatto, da Ammann, garante que a adaptação é bastante simples, bastando alterar parte da tubulação de CAP entre o misturador e o tanque de asfalto, sem a necessidade de mover a usina ou o tanque. “Nesse caso, o software de controle precisa ser atualizado”, diz ele, referindo-se especificamente ao módulo de automação as1. “Isso pode ocorrer de maneira remota, bastando que o computador da usina esteja conectado à internet.”

De acordo com ele, o medidor é instalado após a bomba de transferência e dosagem do CAP. No caso dos medidores da Ammann, a massa de CAP passa pelo interior do dispositivo e compara o fluxo com os valores estabelecidos pela fórmula da mistura em execução.

Por meio do sistema de controle da usina, a bomba de transferência e dosagem tem a rotação ajustada até que o fluxo atenda ao exigido na receita. “De um ponto de vista técnico, o sistema passa a trabalhar como um circuito fechado, no qual o medidor de vazão indica a massa real e o sistema de controle as1, baseado nessa informação, corrige a velocidade da bomba via inversor de frequência”, detalha Reginatto.

O especialista explica ainda que o produto aplicado pela Ammann mede em kg/s – e não l/s. “Ou seja, variações de densidade, temperatura, viscosidade e ou tipo de CAP são absorvidas automaticamente pelo sistema”, comenta.

Por sua vez, Alesandra Ribeiro acrescenta que os medidores da Astec são dispostos em compartimento único, que contém o filtro do ligante asfáltico, a bomba de recalque principal, a controladora e os motores elétricos. “Para receber as alterações, o sistema supervisório da usina e as tubulações de CAP devem primeiro passar por avaliação”, acentua.

Dispositivo regula o comportamento e a durabilidadedo ligante ao longo da vida útil do pavimento

Já a Ciber conta com um sistema de controle pré-instalado nas usinas, facilitando a aquisição e instalação do sensor (tanto mássico como volumétrico). “Após a instalação, o medidor de vazão opera na usina medindo continuamente o fluxo de CAP”, descreve Dutra. “O sensor fornece dados precisos em tempo real sobre a vazão, permitindo controle e monitoramento adequado do processo.”

CONTROLE

Por falar em controle, o cimento asfáltico é um material termossensível, ou seja, sua viscosidade está diretamente relacionada à temperatura. Em condição ambiente, apresenta-se como um semissólido, mas torna-se líquido em situação de maior calor. Por isso, variações acentuadas de temperatura podem afetar suas propriedades físicas, tornando esse controle fundamental para o funcionamento do medidor de vazão.

O tanque de armazenamento do ligante deve possuir sistema de aquecimento por óleo térmico como condutor ou por resistências elétricas, para manter a temperatura adequada.

“No caso do ajuste de fluxo, quando se utiliza um sensor do tipo volumétrico é necessário levar em consideração a informação da densidade correta do cimento asfáltico durante o processo de usinagem”, explica Dutra. “Por outro lado, os sensores do tipo mássico são capazes de verificar esse parâmetro e fazer a leitura do fluxo de forma adequada.”

Adaptação do medidor de vazão na tubulação de CAP é feita após a bomba de transferência e dosagem de CAP, atuando em circuito fechado

O medidor de vazão utilizado pela Ammann se baseia no método de aferição de fluxo tipo coriolis, um medidor mássico. Por isso, é insensível às variações de temperatura, viscosidade ou densidade do CAP.

Sua forma construtiva tem a finalidade de reduzir o impacto de cargas externas e vibrações, contemplando o processamento de sinal, a proteção do invólucro e o sistema especial de desacoplamento de seu detector, o que confere alto desempenho em aplicações extremas, sem perdas. “Esse medidor já é utilizado em toda a linha, incluindo a família Prime produzida no Brasil, com bomba de transferência / dosagem de engrenagens internas de 4 polegadas”, detalha Reginatto.

Na mesma linha, Luz descreve como é feita a correção da quantidade de ligante durante o processo de produção nas usinas da Margui. Após calibrado, o software da usina injeta o asfalto através de bomba de deslocamento positivo, que recebe um sinal controlado pelo software, variando a rotação da bomba dosadora por meio de um inversor de frequência.

“Isso mantém o teor dentro do previsto, porém sujeito a variação em função da viscosidade causada por fatores externos, como alternância de temperatura e pressão da coluna de asfalto dentro do tanque, que só pode ser corrigida com o medidor de fluxo”, ressalta o executivo.

Quando a usina não conta com medidor instalado, o teor precisa ser conferido em laboratório, que faz análises durante a produção da massa asfáltica. “Ao perceberem variação, os responsáveis solicitam a correção do teor pelo operador no painel da usina”, arremata Luz.

CENÁRIO
Mercado de medidores ainda estáem fase de amadurecimento no país

Embora seja alto, custo de instalação é insignificante em relação à economia obtida com matéria-prima

Na América Latina, o percentual de clientes que contam com medidor de vazão ainda é baixo em relação à população de usinas, embora a demanda seja contínua.

“No Brasil, poucas usinas novas contam com esse dispositivo, com destaque para concessionárias de rodovias”, diz Ivan Reginatto, da Ammann. O contraste é evidente com o mercado europeu, onde as empresas que produzem mistura asfáltica veem essa tecnologia como parte básica do processo.

Na definição de Gilnei Luz, da Margui, esse mercado está em fase de amadurecimento, pois o custo de instalação ainda é alto, embora insignificante em relação à economia gerada, com ‘payback’ extremamente rápido.

“Em termos quantitativos, menos de 2% dos clientes utilizam os medidores, que são instalados somente quando exigidos em contratos”, afirma.

A expectativa é que o uso de medidores aumente à medida que as empresas percebam a importância de otimizar os processos de produção. Alesandra Ribeiro, da Astec, conta que o sistema já é padrão em todos os modelos Ventura 140, de modo que as usinas comercializadas pela empresa tendem a ser 100% equipadas com medidores de vazão.

“Em sua maioria, os clientes desejam essa tecnologia, mas os valores ainda são elevados”, avalia.

Saiba mais:
Ammann: www.ammann.com/pt-br
Astec: www.astecindustries.com
Ciber: www.wirtgen-group.com/pt-ao/empresa/ciber
Margui: www.margui.com.br