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Notas de aulas de Pavimentao (parte 1)

Helio Marcos Fernandes Viana

Tema:

Materiais asflticos para pavimentao (1.o Parte) Contedo da parte 1 1 Introduo 2 Asfalto 3 Processos de produo, estocagem e manuseio do asfalto (CAP) 4 O CAP e os ligantes asflticos existentes no mercado 5 Consumo brasileiro de CAP 6 Oxidao ou envelhecimento do CAP

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1 Introduo 1.1 Utilizao do asfalto

O asfalto um dos mais antigos materiais de construo usados pelo homem. No passado remoto (ou distante), tem-se que: a) A arca de No foi calafetada (ou impermeabilizada) com asfalto a mais de 2440 anos A.C.; ...Deus falou com No: Faze uma arca de tbuas de cipreste; nela fars compartimentos, e calafetars a arca com betume (ou asfalto) por dentro e por fora. Gnesis cap. 6, e vers. 14. b) Os assrios empregavam asfalto como argamassa em seus palcios e estradas. O grande Imprio Assrio se estendia do Ir ao Egito, e durou de 883 A.C. a 612 A.C.; e c) Na Amrica Central, os astecas utilizavam asfalto na construo de suas estradas. A civilizao asteca se situava no Mxico e durou de 1325 D.C. a 1521 D.C..

O asfalto um produto derivado do petrleo, e o marco inicial da indstria do petrleo o ano de 1859, quando o coronel americano Edwin L. Drake encontra petrleo ao tentar cavar um poo artesiano no estado da Pensilvnia (EUA).

A Figura 1.1 mostra a localizao e o potencial das 20 (vinte) principais

reservas de petrleo do mundo, baseado em dados de 2009. OBS(s). i) A Figura 1.1 no considera as reservas brasileiras localizadas na bacia de Tupi no litoral de Santos em So Paulo; As reservas petrolferas da bacia de Tupi so estimadas entre 5 a 8 bilhes de barris de petrleo; e ii) 1 barril , aproximadamente, igual a 159 litros. A Figura 1.2 ilustra o potencial das 15 (quinze) principais reservas de petrleo do mundo, em bilhes de barris de petrleo, baseado em dados de 2011. A descoberta de jazidas de petrleo algo dinmico, verifica-se que com base nos novos dados de 2011, a Venezuela passou a ocupar o primeiro (1.o) lugar no ranking das reservas e, tambm o Canad que estava em dcimo segundo (12.o) lugar passou a ocupar o terceiro (3.o). As primeiras pavimentaes asflticas no Brasil datam de 1908, e ocorreram em ruas do Rio de Janeiro com asfalto importado de outro pas. O asfalto atualmente utilizado: a) Como material de construo de pavimentos; b) Como material de impermeabilizao de obras de engenharia; c) Como material na fabricao de tintas; e d) Etc.

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Figura 1.1 - Localizao e potencial das 20 (vinte) principais reservas de

petrleo do mundo (dados de 2009)

Figura 1.2 - 15 (quinze) principais reservas de petrleo do mundo em bilhes

de barris (dados de 2011)

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1.2 Alguns nmeros relacionados ao asfalto De acordo com Bernucci et al. (2008), na maioria dos pases do mundo, a pavimentao asfltica a principal forma de revestimento utilizada em estradas. No Brasil, cerca de 95% das estradas pavimentadas so de revestimento asfltico. De acordo com Balbo (2007), uma rodovia de pista simples de 7 m de largura, com duas faixas de rolamento, e com uma camada de rolamento de 5 cm de CAUQ (concreto asfltico usinado a quente) consome cerca de 50,4 toneladas/km de CAP (cimento asfalto de petrleo). Considerando-se que o CAUQ possui um teor de CAP de 6% em mdia. Os gastos com o CAP representam de 25 a 40% do custo da camada de revestimento asfltico do pavimento. 1.3 Razes que justificam o uso do asfalto em pavimentao a) O asfalto proporciona forte ligao entre os agregados que formam a camada de rolamento dos veculos. b) O asfalto impermeabilizante, e evita que a gua penetre na base do pavimento o que prejudicial. c) O asfalto durvel, um pavimento feito com asfalto pode durar at 20 anos. d) O asfalto resistente aos cidos, lcalis e sais. e) O asfalto pode ser utilizado em muitas combinaes com os agregados, os quais so areias, britas, etc. OBS. lcalis so os xidos e hidrxidos dos metais alcalinos ou metais da coluna 1A da tabela peridica, por exemplo: Na (sdio), K (potssio), etc. 1.4 Diferentes tipos de asfaltos Geralmente a palavra asfalto utilizada para designar os seguintes materiais: a) O betume; b) O alcatro; e c) O asfalto. a) O BETUME Betume uma mistura de hidrocarbonetos, que solvel no bissulfeto de carbono (S2C).

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OBS. Hidrocarbonetos so compostos qumicos (ou molculas) formadas unicamente por tomos de hidrognio (H) e carbono (C). O Betume ainda apresenta as seguintes caractersticas: O betume envelhece rapidamente; O betume quebradio quando envelhece; e O betume apresenta baixo ponto de fuso, ou seja, passa do estado slido para o estado lquido a uma temperatura relativamente baixa. O betume ocorre em jazidas naturais ou so obtidos por fabricao a partir: do petrleo, do carvo de madeira, etc. b) O ALCATRO O alcatro um produto, que contm hidrocarbonetos. O alcatro obtido a partir da madeira, do carvo mineral ou hulha, etc. Os alcatres ainda apresentam as seguintes caractersticas: Os alcatres quando aquecidos so mais moles que os asfaltos; Os alcatres quando resfriados so mais duros que os asfaltos; Os alcatres so menos resistentes as intempries (ou aos agentes da natureza: variaes de temperatura, chuva e gelo) do que os asfaltos; A faixa de temperatura para utilizao dos alcatres menor que a dos asfaltos; e O uso dos alcatres prejudicial sade, pois provoca cncer. c) O ASFALTO O asfalto uma mistura de hidrocarbonetos e derivado do petrleo. OBS(s). i) Petrleo um leo constitudo predominantemente por hidrocarbonetos; ii) Hidrocarbonetos so compostos qumicos (ou molculas) formadas unicamente por tomos de hidrognio (H) e carbono (C); iii) leos so substncias lquidas, mais ou menos viscosas e que so inflamveis; e iv) Viscosidade a resistncia que o fluido oferece ao movimento, ou atrito interno do fluido. Maiores detalhes sobre o asfalto sero fornecidos no tpico 2. 2 Asfalto 2.1 Natureza do asfalto usado em pavimentao O asfalto usado em pavimentao apresenta as seguintes caractersticas: i) O asfalto impermevel gua.

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ii) O asfalto provm da destilao do petrleo. OBS(s). a) Destilao um processo qumico de aquecimento e resfriamento de um lquido, o qual causa a evaporao e a condensao do lquido a fim de separar o lquido inicial em dois ou mais tipos de lquidos resultantes; b) Evaporao a transformao de um lquido em vapor pela elevao da temperatura do lquido; e c) Condensao a passagem de uma substncia do estado de vapor para o estado lquido pela diminuio de temperatura. iii) O asfalto um ligante betuminoso, que serve para ligar as partculas de areia e/ou brita para formar a camada de rolamento dos pavimentos. iv) O asfalto apresenta baixa reatividade qumica, contudo pode sofrer envelhecimento devido s reaes de oxidaes lentas causadas pelo contato com o ar e com a gua. OBS. Oxidao a reao qumica do tomo de oxignio com um tomo ou molcula de outra substncia. v) O asfalto termoviscoplstico, ou seja, um material que amolece ao ser aquecido e endurece ao ser resfriado, e, alm disso, apresenta viscosidade ao ser aquecido. vi) O asfalto apresenta elasticidade e uma certa viscosidade (mobilidade ou escoamento da massa) na temperatura ambiente; Assim sendo, o asfalto tambm um material viscoelstico na temperatura ambiente. vii) Em altas temperaturas os asfaltos tm caractersticas de um lquido, ou seja, apresenta viscosidade e no apresenta resistncia ao cisalhamento. 2.2 Designao brasileira para o asfalto No Brasil, o asfalto designado ou denominado de CAP ou cimento asfltico de petrleo. 2.3 Lquidos que dissolvem o asfalto ou CAP O asfalto ou CAP um material quase totalmente solvel na presena dos seguintes lquidos: a) Benzeno; ou b) Tricloroetileno; ou c) Bissulfeto de carbono. OBS. Solvel significa tornar o material original, ou CAP, atravs de uma mistura com um lquido, em um novo lquido, o qual apresenta propriedades diferentes das propriedades iniciais do material original ou CAP.

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2.4 Composio qumica do asfalto ou CAP 2.4.1 Introduo De acordo com a Shell (2003), existem perto de 1500 tipos de petrleos no mundo, porm somente uma pequena poro deles apropriada para produzir asfalto. Os petrleos distinguem-se pela maior ou menor presena de asfalto em sua composio. Os petrleos venezuelanos Boscan e Bochaquero so mundialmente reconhecidos como de melhor qualidade para produo de asfalto para pavimentao. No Brasil existem petrleos com qualidade semelhante ao Bochaquero venezuelano. No Brasil, e na maioria dos pases do mundo o mais comum produzir asfalto a partir de uma mistura de petrleos e no somente de um nico tipo de petrleo. Alm disso, no Brasil, e na maioria dos pases do mundo o mais comum produzir asfalto em refinarias. 2.4.2 Molculas e tomos dos asfaltos ou CAP(s) Os CAP(s) (cimentos asflticos de petrleo) so constitudos de 90 a 95% de hidrocarbonetos e de 5 a 10% de tomos de: - Oxignio (O); - Enxofre (S); - Nitrognio (N); e - tomos de metais, tais como: nquel (Ni), ferro (Fe), magnsio (Mg), clcio (Ca) e vandio (V). OBS. Hidrocarbonetos so compostos qumicos (ou molculas) formadas unicamente por tomos de hidrognio (H) e carbono (C). A composio qumica do asfalto ou CAP bastante complexa e o nmero de tomos de carbono (C) das molculas, que formam CAP varia de 20 a 120. A composio qumica do CAP tem influncia no desempenho fsico das misturas do CAP com os agregados, que formam a camada asfltica do pavimento. A Tabela 2.1 mostra um exemplo da composio qumica de alguns ligantes asfticos ou CAP(s); Alm disso, indicado a origem do petrleo que gera (ou fornece) o CAP, e ainda o local onde o petrleo que gera o CAP refinado.

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OBS(s). a) Na Tabela 2.1 a quantidade de tomos presentes no CAP dada em porcentagem (%), ou na concentrao em partes por milho (ppm); e b) 1 ppm = 10-3 g/Kg, ou seja, em 1 kg de CAP existe 10-3 g (ou 0,001 g) do tomo considerado. Observe na Tabela 2.1 que o conceituado CAP do petrleo da Venezuela (Boscan) difere do CAP do petrleo do Brasil (Cabinas) refinado na REGAP em Minas Gerais, principalmente no que se refere: i) concentrao do metal vandio (V); ii) concentrao do metal nquel (Ni); e iii) porcentagem de enxofre (S). Tabela 2.1 - Composio qumica de alguns ligantes asfticos ou CAP(s);

Ainda, origem do petrleo que gera (ou fornece) o CAP, e o local onde o petrleo que gera o CAP refinado

Carbono % 83,8 82,9 86,8 86,5 85,4 83,9Hidrognio % 9,9 10,4 10,9 11,5 10,9 9,8Nitrognio % 0,3 0,8 1,1 0,9 0,9 0,5Enxofre % 5,2 5,4 1,0 0,9 2,1 4,4Oxignio % 0,8 0,3 0,2 0,2 0,7 1,4Vandio ppm 180,0 1380,0 4,0 38,0 210,0 78,0Nquel ppm 22,0 109,0 6,0 32,0 66,0 24,0

REPLAN (So Paulo)

REDUC (Rio de Janeiro)

Brasil (Cabinas)Mxico

--

Composio qumica do CAP

EUA (Califrnia)

Venezuela (Boscan)

Origem do petrleo que gera o CAP

Brasil (Cabinas)

Oriente Mdio (Arabe leve)

Refinaria do petrleo

RLAN (Bahia) --

REGAP (Minas Gerais)

2.4.3 As estruturas moleculares tipo hidrocarbonetos presentes no CAP (cimento asfltico de petrleo) Os asfaltos ou CAP(s) podem ser formados por 4 (quatro) tipos de estruturas moleculares de hidrocarbonetos; Assim sendo, tem-se as seguintes molculas formadoras dos asfaltos ou CAP(s): Molculas tipo saturadas; Molculas tipo aromticas; Molculas tipo resinas; e Molculas tipo asfaltenos.

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A proporo molecular que forma um CAP, em termos de molculas tipo saturadas, aromticas, resinas e asfaltenos varia de acordo com: a) A origem do petrleo usado na produo do CAP; e b) O processo de produo do CAP na refinaria. i) As molculas tipo asfaltenos e o CAP A quantidade de molculas de asfaltenos no CAP tem grande influencia nas caractersticas reolgicas (ou comportamento mecnico) do CAP. Quanto maior o percentual de molculas de asfaltenos no CAP, tem-se que: a) Mais rgido (ou duro) ser o CAP. b) Maior ser o valor da viscosidade do CAP. Em geral, as molculas de asfaltenos constituem de 5 a 25% do CAP. A matria slida formada pelas molculas de asfaltenos possui cor preta ou marrom. OBS(s). a) Reologia a parte da fsica que estuda o comportamento mecnico dos slidos deformveis; Por exemplo: a reologia estuda o comportamento tenso-deformao dos slidos; e b) Slido um material com elevada resistncia ao cisalhamento e elevado mdulo de elasticidade. ii) As molculas tipo resinas e o CAP As molculas de resinas do CAP tm uma natureza fortemente adesiva (ou colante). A proporo de molculas de resinas presentes no CAP governam o comportamento do CAP, quando o CAP tem forma lquida ou gelatinosa. A matria slida ou semi-slida formada pelas molculas de resina tem cor marrom-escura. iii) As molculas tipo aromticas e o CAP As molculas aromticas do CAP formam lquidos viscosos amarelos. As molculas aromticas formam de 40 a 65% do CAP. OBS. Substncias aromticas so substncias com odor ou cheiro caracterstico; Embora, a literatura de pavimentao no registre, provavelmente as molculas aromticas so as responsveis pelo cheiro marcante do asfalto (ou CAP).

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iv) As molculas tipo saturadas e o CAP As molculas saturadas formam de 5 a 20% do CAP. As molculas saturadas formam leos vicosos transparentes. OBS(s). a) Uma molcula dita saturada, quando apresenta apenas ligaes simples entre os tomos de carbono, ou seja, no existe mais de uma ligao entre os tomos de carbono na molcula; e b) Na literatura se encontra-se o termo malteno como sendo um lquido viscoso que forma o CAP, e que o malteno pode ser fracionado (ou separado) formando molculas tipo resinas, molculas tipo saturadas e molculas tipo aromticas. 2.4.4 Modelo estrutural de CAP segundo Yen (1991) De acordo com Yen (1991), o CAP apresenta um modelo estrutural tipo micelas com as seguintes caractersticas: 1.o (primeira) No modelo estrutural do CAP, o CAP formado por micelas individuais, ou por micelas unidas entre si formando um aglomerado de micelas. Como ilustra a Figura 2.1 a seguir. 2.o (segunda) No modelo estrutural do CAP, uma micela formada por um ncleo central de molculas de asfaltenos, e recoberta externamente por molculas de resinas. Como ilustra a Figura 2.1 a seguir. 3.o (terceira) No modelo estrutural do CAP, as micelas individuais ou unidas entre si esto mergulhadas em leos formados por molculas saturadas e por molculas aromticas. Como ilustra a Figura 2.1 a seguir. OBS(s). a) Micela um aglomerado de molculas mergulhadas em uma soluo coloidal; e b) Soluo coloidal uma substncia formada por grandes molculas dispersas (ou separadas) em uma segunda substncia, a qual pode ser um leo. Observe na Figura 2.1 que as micelas individuais, ou unidas entre si formando um aglomerado esto mergulhadas em um meio intermicelar formado por leos de molculas saturadas e de molculas aromticas.

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Figura 2.1 - Modelo de micelas de Yen (1991) 2.4.5 Ligantes asflticos tipo Sol e tipo Gel i) Ligantes asflticos tipo Sol (ou soluo) Tendo como base o modelo estrutural de Yen (1991) da Figura 2.1, mostrada anteriormente, ligantes asflticos tipo Sol so ligantes asflticos em que na sua estrutura: a) Existe uma quantidade balanceada e suficiente de molculas de resinas e de molculas aromticas; b) As micelas formadas por molculas de asfaltenos recobertas por molculas de resinas tm boa mobilidade no meio intermicelar formado por leos de molculas saturadas e de molculas aromticas; e c) No h agrupamento de micelas em forma de anel. OBS. A Figura 2.1, mostrada anteriormente, ilustra a estrutura de um asfalto tipo Sol. ii) Ligantes asflticos tipo Gel (ou gelatina) Ligantes asflticos tipo Gel so ligantes asflticos em que na sua estrutura: a) No existe uma quantidade balanceada e suficiente de molculas de resinas e de molculas aromticas; b) As micelas formadas por molculas de asfaltenos recobertas por molculas de resinas se agrupam formando anis interligados; c) h formao de vazios internos entre anis interligados formados por agrupamento de micelas; e

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d) Os vazios internos entre os anis interligados formados por agrupamento de micelas so preenchidos por molculas saturadas e por molculas aromticas. OBS. Maiores detalhes da estrutura de ligante asflticos tipo Gel consulte Bernucci et al. (2008). 2.4.6 Consideraes finais quanto a composio qumica do CAP (cimento asfltico de petrleo) J se constatou que asfaltos de composio qumicas diferentes podem apresentar caractersticas fsicas similares. impossvel associar os componentes qumicos do CAP com o comportamento fsico do CAP em termos de pavimentao. Em muitos casos, o modelo estrutural do CAP de micelas de Yen (1991) no se mostra coerente com os resultados de anlises obtidos a partir : a) Do microscpio eletrnico; b) De ressonncia magntica; e c) De tcnicas de cromatografia. O programa SHRP (Strategic Higway Research Program) identificou presena de substncias qumicas compostas juntamente por cidos e bases na composio do CAP, ou seja, substncias anfteras, as quais se relacionam com a viscosidade do CAP. OBS. SHRP ou Strategic Higway Research Program foi um programa estabelecido pelo congresso dos Estados Unidos, em 1987 com uma verba de US$ 150 milhes e com um plano de estudos de 5 (cinco) anos; Tal programa foi destinado a melhorar o desempenho, a durabilidade e a segurana das estradas. 3 Processos de produo, estocagem e manuseio do asfalto (ou CAP) 3.1 Introduo Atualmente, quase todo asfalto ou CAP existente obtido do processamento do petrleo bruto (ou cru), que ocorre nas refinarias. A resposta se um petrleo serve, ou no serve, para produo de CAP (cimento asfltico de petrleo) dada atravs de anlises feitas com o petrleo. As anlises para verificar se o petrleo serve, ou no serve, para obteno do CAP so feitas com base na avaliao de resduos do petrleo, que so obtidos em diferentes temperaturas.

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As anlises qumicas dos resduos do petrleo para investigar se o petrleo serve, ou no serve, para produzir o CAP so feitas pela Petrobras com base em: - Normas brasileiras; - Normas europias; e - Normas americanas. Alm das anlises qumicas feitas com os resduos do petrleo para informar se o petrleo til para produo de CAP; Ainda so feitos ensaios com os resduos do petrleo, afim que possam ser obtidos os seguintes grficos: a) Grfico penetrao versus ponto de amolecimento; b) Grfico penetrao versus viscosidade a 60 C; e c) Etc. Finalmente, a comparao das anlises qumicas e dos ensaios com as recomendaes das normas utilizadas pela Petrobras que vo indicar se o petrleo adequado, ou no adequado, para produo de CAP. 3.2 Refino de Petrleo i) Conceito de refinar petrleo Refinar o petrleo transform-lo em produtos teis, tais como: asfalto (ou CAP), leo diesel, querosene, gasolinas, gs e etc. ii) Elementos de uma refinaria de petrleo Uma refinaria de petrleo possui principalmente: a) Um ou mais reservatrios de petrleo; b) Um ou mais fornos de aquecimento de petrleo; c) Uma ou mais torres de separao (ou cracking); d) Condensadores que transformam o vapor do petrleo em produtos lquidos; e) Separadores dos produtos do refino petrleo, tais como: leo diesel, querosene, gasolina e etc; e f) Tubulaes de sada dos fornos de aquecimento, que transportam os produtos do refino do petrleo. iii) Princpio bsico de funcionamento de uma refinaria O princpio bsico de funcionamento de uma refinaria de petrleo apresenta as seguintes caractersticas: a) Inicialmente, o petrleo aquecido em um forno at uma alta temperatura, onde o petrleo se sublima ou passa do estado lquido para o estado gasoso (ou vapor); b) O petrleo, em estado vapor (ou gasoso), passa para torre de separao (ou torre de cracking), onde o petrleo destilado e forma produtos com diferentes pontos de ebulio, tais como: asfalto (ou CAP), leo diesel, querosene, gasolina e etc; e

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c) Os produtos formados na torre de separao so transportados por tubulao para serem armazenados. OBS(s). a) Quanto mais elevado o ponto de ebulio do produto resultante do refinamento do petrleo mais baixo o local de seu recolhimento na torre de separao (ou cracking); Por exemplo: o asfalto (ou CAP) de elevado ponto de ebulio recolhido no p da torre de separao, ao passo que o gs de baixo ponto de ebulio recolhido no topo da torre de separao; b) Destilao um processo qumico de aquecimento e resfriamento de um lquido, o qual causa a evaporao e a condensao do lquido a fim de separar o lquido inicial em dois ou mais tipos de lquidos resultantes; c) Evaporao a transformao de um lquido em vapor pela elevao da temperatura do lquido; d) Condensao a passagem de uma substncia do estado de vapor para o estado lquido pela diminuio de temperatura; e e) Cracking uma palavra inglesa, que significa quebra, ou diviso em partes. A Figura 3.1 ilustra o esquema de uma refinaria de petrleo, onde esto presentes: O reservatrio de petrleo; O forno de aquecimento de petrleo; A torre de separao (ou cracking); Um condensador; Alguns separadores de produtos refinados; e Tubulaes de transporte dos produtos obtidos com o refino do petrleo.

Figura 3.1 - Esquema de uma refinaria de petrleo

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3.3 Estocagem e manuseio do asfalto (CAP) Geralmente, os CAPs (cimentos asflticos de petrleo) so acondicionados (ou armazenados) em tanques com temperaturas elevadas de modo a permanecerem lquidos. Deve-se evitar que seja aplicado no CAP temperaturas superiores 150 C, pois tais temperaturas podem causar o envelhecimento prematuro (ou antecipado) do CAP o que prejudicial. Os tanques de armazenamento do CAP devem possuir sensores de temperatura para monitoramento (ou fiscalizao) da temperatura de armazenamento do CAP. Antes de adicionar mais quantidade de CAP em um tanque de armazenamento importante certificar se o CAP estocado no tanque do mesmo tipo do novo CAP, que vai ser armazenado, pois misturas de CAPs devem ser evitadas. O CAP deve ser estocado em tanques aquecidos na temperatura mais baixa possvel, a qual garanta o a fluidez e a viscosidade necessrias para o manuseio e o transporte do CAP. Os tanques de armazenamento do CAP devem ser instalados em locais arejados de forma que os eventuais vapores provenientes do aquecimento do CAP possa ser dispersos no ar. 3.4 Produo brasileira de asfalto No Brasil, a Petrobras possui 9 (nove) unidades produtoras e distribuidoras de asfalto, as quais so: a) A refinaria REMAN em Manaus - AM; b) A refinaria LUBNOR em Fortaleza - CE; c) A refinaria RLAM em Mataripe - BA; d) A refinaria REGAP em Betim - MG; e) A refinaria REDUC em Duque de Caxias - RJ; f) A refinaria REVAP em So Jos do Campos - SP; g) A refinaria REPLAN em Paulnia - SP; h) A refinaria REPAR em Araucria - PR; e i) A refinaria REFAP em Canoas - RS. A Figura 3.2 mostra a localizao aproximada no mapa do Brasil das refinarias da Petrobras, que produzem o asfalto (ou CAP).

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Figura 3.2 - Localizao aproximada no mapa do Brasil das refinarias da

Petrobras, que produzem o asfalto (ou CAP) 4 O CAP e os ligantes asflticos existentes no mercado O CAP (cimento asfltico de petrleo) praticamente a base de todos os ligantes asflticos, os quais so utilizados na produo da camada de rolamentos dos pavimentos rodovirios. Os tipos de ligantes asflticos existentes no mercado brasileiro so os que se seguem: a) Cimento asfltico de petrleo ou CAP; b) Asfalto diludo ou ADP; c) Emulso asfltica ou EAP; d) Asfalto oxidado ou soprado de uso industrial; e) Asfalto modificado por polmero ou AMP; f) Asfalto modificado por borracha de pneus ou AMB; e g) Agentes rejuvenescedores. OBS(s). a) Em aula futura, alguns ligantes asflticos citados sero apresentados em detalhes; e b) Polmero uma macromolcula, ou um composto qumico formado pela aglomerao de um grande nmero de molculas. 5 Consumo brasileiro de CAP A Figura 5.1, a seguir, mostra os dados do consumo brasileiro de CAP do ano 2000 at 2005.

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De acordo com o diretor da ABEDA (Associao Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto, 2010), as variaes percebidas de alta e queda no consumo de asfalto devem-se as eleies que ocorrem de dois em dois anos. Percebe-se na Figura 5.1 que: a) Os anos eleitorais de 2006, 2008 e 2010 apresentam maiores consumo em relao aos anos anteriores, e at mesmo em relao aos anos posteriores; e b) Nos anos pesquisados, o maior consumo de CAP ocorreu no ano 2010 e foi da ordem de 2.763.000 ton ou, cerca de 2.763.000 m3, pois o peso especfico do CAP aproximadamente 1 ton/m3 (ou 1 g/cm3); Tal consumo daria para produzir cerca 54.821 km de um pavimento de 5 cm de CAUQ (concreto asfltico usinado a quente) com pista de 7 m de largura e duas faixas de rolamento.

Consumo de CAP no Brasil

0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Ano

Con

sum

o de

CA

P (

ton )

Figura 5.1 - Consumo brasileiro de CAP do ano 2000 at 2005 6 Oxidao ou envelhecimento do CAP 6.1 Processo de oxidao ou envelhecimento do CAP e suas consequncias As molculas tipo aromticas do CAP tendem a se oxidar, ou reagir com os tomos de oxignio do ar e da gua, e se transformarem em molculas tipo resinas. As molculas tipo resinas presentes no CAP tambm tendem a se oxidar, ou a reagir com os tomos de oxignio do ar e da gua, e se transformarem, em molculas de asfaltenos.

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Os principais problemas causados pela oxidao ou envelhecimento do CAP, ou pelo aumento da porcentagem de molculas tipo asfatenos no CAP so: a) A perda da elasticidade, ou aumento da rigidez do CAP; b) A fissurao do CAP, ou o surgimento de rachaduras no CAP; e c) Aumento no valor da viscosidade do CAP na temperatura de ensaio. Os problemas causados pela oxidao ou envelhecimento do CAP ocorrem quando a porcentagem de molculas tipo asfaltenos no CAP maior do que 30%. Os problemas devido oxidao ou ao envelhecimento do CAP so evidentes em misturas asflticas envelhecidas, que so usadas como camada de rolamento nas rodovias; Pois, os asfaltos dos pavimentos mais velhos tendem a se tornarem mais rgidos (ou menos elsticos) e tambm mais quebradios devido oxidao do CAP. OBS. importante destacar que a escassez de molculas de asfaltenos no CAP, ou seja, uma porcentagem de molculas de asfaltenos no CAP menor do que 20% gera problemas de deformao plsticas no pavimento, ou seja, causa o surgimento de trilhas de rodas longitudinais na superfcie do pavimento. 6.2 Evidncias laboratoriais de um CAP oxidado ou envelhecido Um CAP (cimento asfltico de petrleo) quando oxidado ou envelhecido apresenta as seguintes caractersticas nos ensaios laboratoriais: a) Queda no valor da penetrao a 25 C, ou seja, o CAP apresenta um aumento da consistncia no ensaio de penetrao com agulha; b) Aumento do ponto (ou temperatura) de amolecimento, que obtido no ensaio de anel e bola; c) Aumento do ponto (ou temperatura) de fragilidade Frass, que medido no ensaio de ponto de ruptura Frass; e d) Etc. OBS. Consistncia significa solidez, que um adjetivo relacionado resistncia ao cisalhamento e ao mdulo de elasticidade; Quanto maior a consistncia de um material maior sua resistncia ao cisalhamento e maior o seu mdulo de elasticidade. 6.3 Momento em que ocorre a maior oxidao do CAP Com base em dados de Bernucci et al. (2008) constata-se que, para um CAP utilizado em um pavimento com 8 (oito) anos de servio, o maior envelhecimento (ou oxidao) do CAP ocorreu devido usinagem (ou mistura com os agregados), e no devido a outros fatores, tais como: - Transporte do CAP; - Estocagem do CAP;

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- Compactao da camada asfltica no campo; e - Tempo de servio da camada asfltica no campo. Referncias Bibliogrficas ALMANAQUE ABRIL (2006) Mundo. So Paulo - SP: Abril, 2006. 482p. ALMEIDA, J. F. Bblia e hinrio novo cntico, antigo e novo testamento. Revista

e atualizada. 2. ed. Barueri - SP: Casa Editora Presbiteriana, 2008, sendo: antigo testamento 816p, novo testamento 278p e mais anexos.

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