Asfalto de Qualidade

Asfalto de Qualidade

terça-feira, 31 de maio de 2016

Equipamentos corretos = maior produção com menor custo operacional

A evolução tecnológica dos equipamentos de construção e manutenção de rodovias foi muito além de prover ao operador melhores condições de trabalho e maiores facilidades de operação. As técnicas de engenharia civil aplicadas à pavimentação foram evoluindo conforme as máquinas foram sendo desenvolvidas e aprimoradas, de forma a possibilitar que houvesse um grande aumento de produção e também redução dos custos gerais da obra em relação as técnicas que eram até então utilizadas. 
As técnicas hoje existentes permitem que a estrutura do pavimento tenha uma longa vida útil e que a camada de rolamento seja de alta qualidade. Para realizar um projeto de qualidade é preciso conhecer bem as técnicas e equipamentos existentes, além de realizar a devida vistoria e estudo do local para escolher qual será a forma de construção ou intervenção necessária.
Algumas máquinas de maior porte geram um custo operacional inferior a equipamentos menores, embora o valor inicial de aquisição seja maior. O valor total de uma obra nem sempre é fácil de calcular precisamente, e muitas vezes geram transtornos devido a erros na composição dos custos. Uma máquina de menor porte ou um equipamento antigo podem apresentar altos custos de manutenção e peças, e uma taxa de produção baixa, cuja combinação acaba encarecendo os custos gerais ao longo de uma obra.

Nos últimos anos foram acompanhados inúmeros equipamentos com novas tecnologias em obras rodoviárias pelo Brasil, e assim obtivemos dados mais precisos sobre produção e custos operacionais. Abaixo, segue seis exemplos:


1.    Rolos Compactadores de Solos de 20.000 kg.

Nas etapas iniciais da obra, em compactação do subleito e das camadas de base, os rolos mais utilizados são os da faixa de 11 toneladas de peso operacional. Modelos mais pesados, de 20 toneladas, agregam algumas vantagens em obras onde é preciso alta taxa de produção, tais como barragens e grandes movimentações de terra, e em obras de reciclagem de asfalto onde a Recicladora apresenta uma alta velocidade de avanço e gera uma dificuldade ao comboio de compactação em executar o mesmo avanço.
Um único rolo de 20 toneladas pode fazer o trabalho de dois rolos de 11 toneladas, e dependendo do tipo de solo, com diminuição do número de passadas totais necessárias para alcançar a máxima densidade do solo. Soma-se a isto uma grande economia no consumo de combustível. Em média, o consumo de um rolo de 11.000 kg é de 12 litros por hora, enquanto no rolo de 20.000 kg com sistema eletrônico de gestão do motor é de 17 litros por hora. Considerando que o rolo mais pesado realiza o trabalho de dois rolos mais leves, a economia é de aproximadamente 30% no custo de combustível consumido.

Os rolos vibratórios possuem o Impacto Dinâmico, que é o somatório da Força Centrífuga gerada pelo movimento de vibração do cilindro e o peso do módulo dianteiro. Um rolo de 11 toneladas chega a 30.000 kgf de impacto, enquanto um rolo de 20 toneladas chega a mais de 45.000 kgf. Portanto, é preciso selecionar com cuidado o equipamento de acordo com as características da obra. Dentro de cidades, próximo a edificações e em pavimentos com estrutura formada por camadas mais finas, o ideal é utilizar o rolo mais leve. Já em obras pesadas a solução com um rolo de 20.000 kg é a melhor em termos de maior produtividade e menor custo de operação.


A diferença de dimensões entre rolos de 11 ton (direita) e de 20 ton (esquerda) é mínima.


2.       Usinas de Asfalto com reaproveitamento de material fresado


Misturas asfálticas sustentáveis têm sido estudadas há alguns anos no sentido de melhorar ou substituir as técnicas tradicionais. A principal é a reciclagem a quente em usina de asfalto através da utilização do resíduo da fresagem do pavimento, conhecido como RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) como um insumo, junto com agregados minerais virgens, na produção de misturas asfálticas.
As usinas de asfalto estão se atualizando e processando taxas cada vez maiores de RAP, tornando esta tecnologia viável nos aspectos ambiental, econômico e técnico. Fora das fronteiras brasileiras, principalmente na América do Norte e Europa, esta técnica é amplamente difundida, com uso do RAP em altas taxas na produção de novas misturas asfálticas.

É muito comum encontrar em obras rodoviárias grandes áreas de armazenamento de RAP, que não tem uma reutilização adequada. O uso de RAP diminui o custo de materiais pétreos por cada tonelada produzida de asfalto, que representa mais de 25% dos custos totais. Se um projeto determinar que o traço da mistura asfáltica deve reutilizar 30% de RAP em sua composição, pode haver uma redução de até 15% no custo total de produção.  De acordo com alguns estudos realizados no Brasil, há uma considerável redução de custos com o reaproveitamento do material asfáltico fresado. 

3.       Fresadoras de maior porte com menor custo horário de operação

Estudos comparativos realizados mostram que uma fresadora de maior porte apresenta um custo horário inferior por metro quadrado fresado em relação a uma máquina menor. Sendo assim uma grande vantagem a sua utilização em obras onde sejam requeridos altíssimos volumes de produção. Os dois modelos estudos são a fresadora Wirtgen W 100, fabricada no Brasil, com locomoção sobre rodas e 1 metro de largura de trabalho, e a fresadora Wirtgen  W 200, importada da Alemanha, com locomoção sobre esteiras e 2 metros de largura de trabalho.
Diversos fatores e variáveis influenciam a produção da fresagem asfáltica, tais como o tipo de cilindro de corte, o tipo de bit utilizado, o nível de dureza do asfalto, a temperatura da superfície, a logística da obra para que não gere interrupções e a experiência do operador. Considerando fatores similares, o comparativo entre os dois modelos apresenta um índice de produção muito maior para a fresadora de grande porte. Considerando uma camada de 5 centímetros de espessura, a velocidade de fresagem do modelo W200 é de aproximadamente 20 metros por minuto, enquanto que na W100 é de 11 metros por minuto. O modelo W200 tem o dobro de largura de trabalho, consequentemente o volume fresado total por minuto ou hora é muito maior. Em valores teóricos, a capacidade máxima da W100 é de 115 m³/h enquanto a da W200 é de 375 m²/h.
A composição de custos de fresagem envolvem os custos da máquina (depreciação, juros, manutenção preventiva, combustível, lubrificantes e água), do consumo de ferramentas de corte (bits e porta-bits) e o salário do operador. Estes valores somados devem ser divididos pela capacidade de produção do equipamento, que é a área fresada em metro quadrado a cada hora. Como a capacidade de produção da W200 é muito maior do que a W100, os gastos iniciais acabam se tornando menores na composição de custos. Conforme maior seja a capacidade de produção da máquina por hora, menores serão os custos operacionais horários. 


Modelos de fresadoras: 1 metro de largura de trabalho (esquerda) e 2 metros.


4.       Lastros e controle de calibragem em Rolos de Pneus

Ao contrário das fresadoras de asfalto, um rolo compactador de pneus um pouco mais leve apresenta um custo operacional inferior ao modelo mais pesado. Há um maior consumo de combustível quanto mais lastros esteja inserido no rolo, ou seja, quanto maior o seu peso operacional. Isto porque o equipamento é único, com a mesma potência de motor e mesmo projeto hidráulico, para as variações desde 10.000 kg até 28.000 kg de peso operacional.
Para compensar uma menor carga aplicada por pneu, é importante que o sistema de controle de pressão e calibragem dos pneus esteja funcionando corretamente. É recomendado que a pressão aplicada seja a intermediária, o que proporciona 100% de contato com a camada asfáltica, garantindo assim precisão e qualidade na compactação e acabamento. Se a pressão dos pneus está demasiadamente alta, há uma diminuição no contato com a camada de asfalto, sem uniformidade na aplicação da força. Se a pressão dos pneus está muito baixa, há contato apenas nas laterais dos pneus, deixando um vazio sem compactação na parte central. Em camadas de até 5 centímetros de espessura, um rolo de até 15.000 kg aplica força suficiente para a compactação e acabamento da superfície asfáltica desde que esteja com a pressão correta.






5.       Distribuidor de cimento junto à Recicladora de Asfalto

Em obras de estabilização de solos e reciclagem de asfalto pode ser utilizado a cal ou o cimento como um agente ligante para agregar propriedades de forma a melhorar as condições do material existente. Todavia é preciso que haja precisão na adição destes materiais. A adição manual ou com equipamentos inadequados não garantem a precisão necessária. A falta ou o excesso de agentes ligantes acarretam danos técnicos e prejuízos financeiros para a obra.
A adição de cimento em excesso faz com que a camada reciclada tenha suas propriedades alteradas que podem comprometer a vida útil do pavimento. A estrutura perde a capacidade flexível e torna-se mais rígida sem ter o dimensionamento correto para este comportamento, de forma a gerar trincas e fissuras. Já a adição em menor quantidade do que o especificado em análises de laboratório não acrescentam as devidas características de resistência projetadas.

No caso da reciclagem de pavimentos asfálticos com o uso de cimento, somente o custo deste insumo pode chegar a aproximadamente 70% do valor total da obra. Isto porque o uso do cimento geralmente requer 1% em relação ao volume total reciclado, que é o próprio material já existente na rodovia deteriorada. Não há necessidade de buscar novos materiais e transportá-los até a obra, o que torna a técnica da reciclagem com cimento extremamente econômica. Porém, faz com que o cimento tenha um alto percentual na composição dos custos. O uso de um distribuidor com controle eletrônico de dosagem garante a precisão necessária para que se tenha uma obra executada com qualidade e sem gastos desnecessários de materiais. 

                                         Distribuidor eletrônico de cimento



6.        Pavimentadora de Concreto para barreiras de proteção

A utilização de uma Pavimentadora equipada com molde específico para construção de barreiras de proteção em concreto é uma excelente opção que combina alta produção e baixos custos operacionais. Embora não seja ainda muito difundida no Brasil, esta técnica já foi utilizada algumas vezes em obras rodoviárias brasileiras e comprovou todas as suas vantagens. Analisando de forma comparativa os custos totais da construção de uma barreira de proteção New-Jersey executada de modo manual e com o uso da máquina, os resultados finais são surpreendentes.
A Pavimentadora Wirtgen SP 15 alcançou uma velocidade de avanço de 1,6 metros por minuto ao executar a concretagem da barreira de 80 cm de altura e base com 55 cm de largura. Com a devida logística de fornecimento de concreto, é possível alcançar mais de 500 metros por dia. No modo manual não se chega a metade deste valor. Há uma considerável diminuição do número de pessoas envolvidas devido a eliminação da etapa de montagem e fixação das formas de madeiras, concretagem e desmontagem das formas. O custo operacional deste equipamento é baixo, com consumo de combustível similar à de um rolo compactador de solos.

Em relação às técnicas tradicionais de montagem manual, o custo final de aplicação pode chegar a um valor 40% inferior. A versatilidade do equipamento permite utilizar diversos formatos de molde, em ambos os lados da máquina, para execução de barreiras de proteção de inúmeros formatos e dimensões, canaletas de escoamento de água e meio-fio de calçadas.