Foto: CIBER

As usinas de asfalto estão no centro da infraestrutura viária brasileira.

Responsáveis por produzir a massa que dá origem a estradas e pavimentos urbanos, essas plantas industriais vivem um momento de acelerada transformação tecnológica, com melhoria em controle de processos, reaproveitamento de materiais e busca por eficiência energética.

Essas demandas do mercado têm pautado os fabricantes, que detalham como a indústria tem avançado em características como controle de temperatura, adição de ligantes, uso de RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) e sustentabilidade.

Com o avanço das tecnologias de controle de processo, a adoção do RAP ou material removido pelo processo de fresagem de pavimentos asfálticos deteriorados e envelhecidos, além da busca por eficiência energética, as usinas brasileiras entram em uma nova fase.

Mais que capacidade de produção, as empresas agora exigem confiabilidade, sustentabilidade e custo previsível.

Por isso, esses equipamentos devem estar cada vez mais inteligentes e, especialmente, adaptados às demandas ambientais.

TEMPERATURA

O controle de processos é um dos fatores mais importantes para a qualidade e a durabilidade do pavimento asfáltico.

Por isso, o controle da temperatura na saída da usina é considerado um dos fatores críticos para garantir a durabilidade do material.

Por ser capaz de influenciar diretamente a trabalhabilidade da mistura e sua vida útil, essa etapa precisa ser rigorosamente monitorada e controlada nesses equipamentos.

Por influenciar a trabalhabilidade da mistura e sua vida útil, controlede temperaturas e processos precisa ser rigorosamente monitorado. CIBER

Temperaturas abaixo da faixa recomendada dificultam a compactação e aumentam a segregação dos agregados, comprometendo a resistência do pavimento e podendo inclusive aumentar o risco de rejeição de cargas, o que acarretaria prejuízo direto na produção.

“Por outro lado, temperaturas muito altas aceleram o envelhecimento do ligante asfáltico, favorecendo o surgimento precoce de trincas”, orienta o especialista de engenharia e aplicação da Ciber, Vinicius Dutra.

Em geral, as normas técnicas brasileiras estabelecem uma faixa de 150°C a 170°C para misturas quentes, enquanto para as mornas varia de 120°C a 145°C.

“No entanto, cada projeto deve ser analisado conforme as especificações do ligante e o teor de RAP incorporado, se for o caso”, complementa Dutra.

Na perspectiva da Lintec-Ixon, esse parâmetro também funciona como referência para a performance energética da usina.

Afinal, temperaturas fora do almejado implicam gastos desnecessários com combustível ou sobrecarga do sistema de filtragem da usina.

“As temperaturas fora da faixa desejável podem resultar em baixa adesividade do ligante, dificuldade de compactação, segregação dos materiais e deterioração prematura do asfalto”, salienta o gerente comercial da empresa, David Kaffka.

No que se refere à adição de CAP (Cimento Asfáltico de Petróleo), a prática mais comum para usinas de fluxo contínuo é a dosagem contínua por bombas de engrenagens internas, que devem ser aquecidas e contar com velocidades controladas eletronicamente para manter o fluxo dentro do intervalo solicitado tanto pelo sistema de produção da usina quanto pela formulação da mistura.

As usinas atuais cada vez mais incorporam tecnologias nesse processo, a exemplo de sistemas automáticos de dosagem sincronizados com a alimentação de agregados, medidores de vazão mássica, que trabalham em malha fechada com a bomba de dosagem, e misturadores de alto desempenho.

Esses avanços, segundo a Ciber, garantem precisão e reduzem variações, o que se traduz em estabilidade da produção.

Em usinas gravimétricas, o CAP é despejado diretamente no misturador por uma barra espargidora.

O ligante circula em tubulações aquecidas a óleo térmico, enquanto os tanques com serpentinas garantem a temperatura de trabalhabilidade.

Controle constante da queima de combustível evita alteração das características do material. Foto: LINTEC-IXON

Nesse aspecto, a Lintec-Ixon lembra ainda que aditivos poliméricos podem ser adicionados diretamente nos tanques, mas a tendência atual é trabalhar com ligantes já aditivados de fábrica, o que simplifica o processo.

RECICLAGEM

O reaproveitamento de pavimento fresado (RAP) tornou-se um dos principais diferenciais das usinas modernas.

Segundo o gerente de engenharia da Margui, Emerson Dewes, o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) exige via norma que as concessionárias e prestadoras de serviços utilizem o RAP, um resíduo ambiental que precisa ser bem-aproveitado.

“Como o Brasil tem alta disponibilidade de material in natura, muitas empresas acabam considerando mais viável produzir a massa asfáltica sem incorporar RAP, que requer um preparo de pré-aplicação”, diz Dewes, destacando que o RAP deve estar quente para ser adicionado à massa asfáltica e gerar um material homogêneo.

Reaproveitamento de pavimento fresado tornou-se um dos principais diferenciais das usinas modernas. Foto: MARGUI

Normalmente, diz ele, são utilizados dois processos de mistura: um no qual o RAP é aquecido em operação paralela para ser incorporado ao material in natura já dentro do misturador; e outro feito com a adição in natura, ou seja, diretamente no misturador.

“Neste segundo caso, a temperatura do agregado que está dentro do secador precisa ser aumentada para possibilitar a troca térmica e, em seguida, acrescentar-se o percentual de RAP”, explica o gerente, citando que no país é mais usual a incorporação feita diretamente no misturador.

Contudo, é necessário adotar alguns cuidados para a utilização do RAP, uma vez que há obras com diferentes projetos e caracterizações desse material fresado.

Às vezes, pode conter mais pedra ou areia, entre outras “sujidades” que podem comprometer o material.

Por isso, é necessário realizar análise laboratorial para detectar suas condições e o que será necessário ajustar. Na prática, esse preparo necessário antes da utilização do RAP acaba encarecendo a operação.

A Ciber acrescenta que, na verdade, o beneficiamento do material é o grande desafio na atualidade.

Esse processo começa com o armazenamento primário, preferencialmente em local seco e coberto para minimizar a absorção de umidade e contaminação pelo solo, seguindo depois para o destorroamento e o peneiramento, que pode ser feito em 1, 2 ou até 3 faixas granulométricas, dependendo da porcentagem de reincorporação.

Em regra, quanto maior a reincorporação, maior o número de faixas granulométricas.

“O armazenamento secundário acaba sendo primordial para garantir a qualidade do RAP que foi beneficiado e será dosado na usina de asfalto”, explica Dutra.

“Outro segredo está no controle de temperatura, para evitar que o CAP que consta no RAP – e se encontra naturalmente envelhecido – seja novamente oxidado em excesso, o que comprometeria a durabilidade da mistura final.”

Nesse caso, a recomendação é utilizar limites de até 25% no misturador e 40% no anel de reciclagem do secador, podendo ultrapassar esses índices em plantas específicas.

Além disso, é fundamental garantir uma boa homogeneização entre o RAP e o CAP virgem, que pode ser aditivado ou simplesmente aplicado em formato de espuma, de modo que a mistura final atenda aos requisitos de desempenho.

A Lintec-Ixon reforça a importância do controle de granulometria por peneiramento e do uso de misturadores preparados para pré-mistura a seco.

“Barras espargidoras encamisadas ajudam a manter o aquecimento durante a mistura, assegurando uma incorporação homogênea do material reciclado”, ensina Kaffka.

COMBUSTÃO

Outro ponto crucial para as usinas é a queima do combustível.

Para garantir uma queima eficiente e estequiométrica (cálculo das quantidades de reagentes e produtos envolvidos em uma reação química), é importante conhecer sobretudo as características do combustível e o ajuste da mistura ar/combustível adequada.

Em caso de óleos pesados, a temperatura de queima deve ser conhecida e observada – e o uso de retificadores de temperatura pode ser uma ferramenta importante nesse aspecto.

“O controle constante do combustível que chega ao site deve ser mantido, pois qualquer alteração das características em uma nova remessa pode influenciar na performance da queima, exigindo novos ajustes”, explana Kaffka.

Segundo ele, esse monitoramento constante deve ser feito de forma rotineira pelo encarregado da usina.

“São necessárias manutenções preventivas e limpeza dos bicos, práticas que ajudam a garantir a melhor queima e performance do conjunto”, complementa.

Para Dutra, da Ciber, a queima ideal parte do princípio de que o combustível atende plenamente às especificações técnicas, como poder calorífico e viscosidade recomendados pelo fabricante do queimador.

E o resultado depende de uma entrega correta da relação ar/combustível à região de queima.

“Obstruções ou sujidades nos componentes de passagem de ar afetam os vórtices e o turbilhonamento, que são essenciais para a uniformidade da chama e a atomização do combustível”, alerta o especialista.

“Da mesma forma, entupimentos, vazamentos ou assimetrias na linha de combustível prejudicam a eficiência, podendo inclusive contaminar a massa asfáltica.”

De acordo com ele, os queimadores utilizados nas usinas da Ciber são desenvolvidos no Brasil para combustíveis também do país, buscando garantir adequação ao mercado interno com eficiência e baixo consumo.

“Portanto, manter o queimador limpo e dentro das especificações de projeto é decisivo tanto para a qualidade quanto para a segurança da operação”, frisa.

Em uma analogia, citada por Dewes, da Margui, o queimador é o “coração da usina” e, portanto, precisa estar sempre bem-regulado para evitar a impregnação de material.

Caso contrário, pode haver queima ineficiente ou depósito de material e combustível dentro do secador e, consequentemente, em contato com o agregado.

“Se houver contaminação no momento da secagem e do aquecimento, o betume pode não apresentar a aderência adequada quando chega ao misturador, pois não atinge a homogeneidade e se desconecta”, descreve Dewes.

A Margui, ele assegura, oferece controle para essa relação ar/combustível, possibilitado por uma bomba que faz a dosagem certa.

Coração da usina, o queimador precisa estar sempre bem-regulado para evitar impregnação de material. Foto: MARGUI

“Existem diferentes tipos de combustíveis e o cliente final precisa entender como deve ser o procedimento para a aplicação de cada um deles nesse processo”, aponta.

“O diesel, por exemplo, tem uma temperatura ambiente específica, mas o xisto precisa passar por aquecimento adequado que, caso não seja feito, provavelmente não resultará na atomização perfeita, ou nem haverá queima.”

TECNOLOGIA

Reduzir as emissões e o consumo de combustível tem sido prioridade para os fabricantes.

Na Ciber, a substituição de combustíveis fósseis por alternativas renováveis é um caminho estratégico.

“Outro avanço, que já usamos há algum tempo, é o emprego de conversores de frequência no lugar de dampers, que permitem ajustes mais finos, respostas mais rápidas e precisas no controle da linha de combustão e na rotação do tambor secador, reduzindo perdas térmicas”, conta Dutra.

“A rotação variável desse tambor melhora a transferência de calor da chama para os agregados e minimiza o desperdício energético expelido pela chaminé de exaustão.”

Na Lintec-Ixon, Kaffka acrescenta que a busca pelo melhor desempenho dos queimadores é constante, proporcionando desenhos mais modernos, pensados para a máxima redução das perdas no fluxo do ar/combustível, assim como o máximo possível de geração de calor.

“O uso de acessórios como retificador de temperatura elétrico permite um ajuste mais controlado da temperatura de queima, juntamente com controles eletrônicos modernos, que possuem capacidade de processamento e resposta instantâneos”, delineia.

“Essa soma de soluções permite que os equipamentos atuais se tornem mais eficientes.”

TENDÊNCIAS

Nessa toada, as fabricantes preveem um futuro de usinas mais digitalizadas, sustentáveis e preparadas para a reciclagem.

Para Dutra, a demanda por previsibilidade de custos e conformidade ambiental deve impulsionar a adoção de sistemas inteligentes de monitoramento, combustíveis renováveis e WMA (Warm Mix Asphalt).

Kaffka, por sua vez, enxerga uma clara diferenciação regional, na qual as usinas instaladas para atender a grandes centros urbanos devem estar mais preparadas para utilizar asfalto reciclado, enquanto em regiões afastadas seguirão com agregados virgens como matéria-prima principal.

Já no prognóstico de Dewes, a tendência para o uso do reciclado por parte das concessionárias também tende a crescer, principalmente em razão da exigência do DNIT.

LANÇAMENTO
Astec lança usina de asfalto com produção nacional

Usina móvel Ventura 140 traz sistema de secagem e aquecimentopor tambor de contrafluxo com queimador multicombustível. Foto: ASTEC

Com estrutura modular e operação automatizada, a usina móvel de asfalto Ventura 140 é produzida em Vespasiano (MG) e traz sistema de secagem e aquecimento por tambor de contrafluxo com queimador multicombustível e controle proporcional ar/combustível, podendo ainda ser equipada com o acessório RAP Bin Astec, que funciona como 4º silo.

EQUIPAMENTO
Usina em contêiner contribuipara a malha rodoviária de SP

Usina em contêiner Lintec CSD2500B produziu maisde 350 mil toneladas de asfalto a quente na operação. Foto: LINTEC LINNHOFF

Utilizando a usina em contêiner Lintec CSD2500B, a Neovia concluiu o projeto de restauração das rodovias Anhanguera e Bandeirantes, em São Paulo (SP).

Fornecida pela distribuidora FCG Equipment, a usina permitiu a aprovação de 100% do controle de qualidade do asfalto misturado a quente, com necessidade mínima de monitoramento em tempo integral.

Executado sob a concessão da CCR Autoban, o projeto envolveu fresagem, recapeamento e aplicação de camadas Gap Graded em todo o trecho.

Nesse processo, a usina produziu mais de 350 mil toneladas de asfalto a quente.

“Obter 100% de aprovação nos testes de controle de qualidade não foi pouca coisa, especialmente usando agregados de fontes comerciais”, disse um porta-voz da Neovia.

“A usina deu confiança quanto à consistência da mistura, permitindo que nos concentrássemos na produtividade e eficiência em toda a linha.”

COMPONENTES
Queimador permite a troca de combustível

Queimador Multi Jet é capaz de utilizar até quatrocombustíveis como fonte de energia, incluindo hidrogênio. Foto: BENNINGHOVEN

Também disponível como opção de retrofit para usinas de outras marcas, a nova geração de queimadores Multi Jet da Benninghoven permite a utilização de até quatro combustíveis diferentes como fonte de energia, incluindo hidrogênio.

Uma característica relevante é a queima mista, que permite o uso simultâneo de hidrogênio, GLP, OVH, biogás e gás natural, com injetores posicionados separadamente que permitem a combustão de cada uma dessas substâncias.

Além da redução das emissões de CO₂, a nova geração de queimadores promete outras vantagens.

“Com a nova geração, as emissões de ruído foram reduzidas em 5 dB(A), o que corresponde a uma redução pela metade do nível perceptível”, diz Steven Mac Nelly, diretor de desenvolvimento & construção da Benninghoven.

“Além disso, o consumo de energia também foi reduzido em 20%, mantendo a capacidade de transporte.”

Saiba mais:

Astec: www.astecindustries.com
Benninghoven: www.wirtgen-group.com/pt-br/empresa/benninghoven
Ciber: www.wirtgen-group.com/pt-br/empresa/ciber
Lintec-Ixon: www.lintec-ixon.com.br
Margui: www.margui.com.br
Neovia: https://neovia.com.br