Asfalto e materiais betuminosos
Primeiramente, antes de falarmos sobre a produção e utilização do asfalto, devemos esclarecer que este termo é frequentemente confundido com CBUQ ou CBUF (concreto betuminoso usinado a quente/frio). Uma pessoa leiga, que não está habituada com serviços de pavimentação, geralmente refere-se à asfalto, como o material que é empregado em vias de transito. Entretanto, neste artigo, vamos abordar informações técnicas relacionadas à produção e aplicação do asfalto e de materiais betuminosos, nos embasando em bibliografias atuais, normas do DNIT, ABNT e no que determina a ANP (Agência Nacional do Petróleo).
O que é o asfalto?
O asfalto é um material betuminoso (misturas de hidrocarbonetos), com propriedades de aglutinação (agrupamento/junção de outros elementos), de dor preta a castanho escuro, podendo ser econtrado na natureza (asfalto natural) ou pelo processo de destuilação do petróleo (asfalto de petróleo), sendo este último, o mais encontrado atualmente.
A palavra asfalto tem origem do termo acádio asphaltu ou sphallo, que significa "esparramar". Na verdade, o asfalto já era utilizado a cerca de 3.500 anos a.C no vale de Eufrates como ligante entre blocos de pedras, assim como no embalsamento de múmias.
Como o asfalto de petróleo é produzido?
Nós já sabemos que o petróleo possui varios derivados, como gasolina, querosene e óleo diesel. O processo de produção de cada derivado é feito nas refinarias dentro de torres de destilação fracionadas após o petróleo cru ser aquecido em uma fornalha. As torres de destilação fracionadas recebem este nome, pois cada derivado possui pontos de ebulição diferentes. Desta forma, os "andares" das torres, possuem bandejas que irão coletar e condensar (mudança do estado gasoso para estado liquido) cada derivado do petróleo. Os resíduos pesados, que não foram destilados, são enviados para outra fornalha. Todavia a torre de destilação fracionada que irá receber esse material agora possui vácuo em seu interior. Dos resíduos pesados, são derivados óleos lubrificantes e o asfalto.
Torres de destilação de petróleo
| Derivado | Temperatura de ebulição (ºC) |
|---|---|
| Gasolina | 35 ºC a 140 ºC |
| Querosene | 150 ºC a 250 ºC |
| Óleo diesel | 250 ºC a 360 ºC |
| Óleos lubrificantes | acima de 343 ºC |
Asfalto para pavimentação
Na pavimentação, o asfalto é utilizado através dos seguintes tipos de materiais betuminosos: cimentos asfálticos, asfaltos diluídos e emulsões asfálticas.
Cimento asfáltico
O cimento asfáltico pode ser obtido através da destilação do petróleo, chamado de CAP (cimento asfáltico de petróleo) ou encontrado em jazidas, quando natural, recebendo o nome CAN (cimento asfáltico natural). Por apresentar caracterísitcas e propriedades importantes, como flexibilidade, durabilidade, aglutinação e impermeabilização, são utilizados principalmente em serviços de pavimentação.
Cimento asfáltico de petróleo (CAP)
Uma vez que o Brasil não possui asfalto natural, a ANP (Agência Natural do Petróleo) estabelece especificações somente para o cimento asfáltico de petróleo, classificado-o conforme à sua penetração. O ensaio, normatizado pela ABNT NBR 6576/2007, resumidamente, consiste na penetração de uma agulha padronizada com sobrepeso de 100 g durante 5 s a 25 ºC. Por exemplo, se a agulha penetrou 5,7 mm, significa que o CAP tem uma penetração 57.
De maneira idêntica, além da ABNT, o ensaio de penetração também pode ser realizado de acordo com as normas DNIT-ME 155/2010 e ASTM D 5/2006.
CAP 50/70 aquecido a 135 ºC
O cimento asfáltico de petróleo, é utilizado em ampla escala na pavimentação de vias, atuando como ligante em massas asfálticas ou como material de imprimação (asfalto diluído ou emulsão asfáltica). Leia mais sobre cimento asfáltico de petróleo clicando aqui.
A resolução nº 19 de 2005 da ANP, especifica quatro classificações de CAP: CAP 30/45, CAP 50/70, CAP 85/100 e CAP 150/200.
Asfalto diluído de petróleo (ADP)
O asfalto diluído, ou cut-back é composto pela diluição de cimento asfáltico em solventes. Acontece, que antes da camada de base receber o revestimento, é necessário aplicar uma camada de imprimação, com o objetivo de impermeabilizar e garantir a aderencia com o revestimento que será aplicado. Após a imprimação, o solvente evapora e deixa como resíduo o CAP, desenvolvendo as propriedades necessárias do cimento.
Imprimação asfáltica
Contudo, o asfalto diluído pode gerar um impacto ambiental negativo. Caso após a imprimação exista a ocorrência de chuvas antes da cura total (evaporação do solvente), esse material pode percolar em direção à mananciais. Em países desenvolvidos, o uso do ADP já está sendo substituído por emulsões asfálticas.
Os asfaltos diluídos são classificados conforme o tempo de cura:
- Asfalto diluído do tipo cura rápida - CR: (CAP + fração leve, gasolina);
- Asfalto diluído do tipo cura média - CM: (CAP + fração média, querosene);
- Asfalto diluído do tipo cura lenta - CL: (CAP + fração pesada, óleo diesel).
Emulsão asfáltica de petróleo (EAP)
Uma emulsão é caracterizada pela homogeinização de dois ou mais liquidos, no caso da EAP, asfalto e água. Tendo em vista que ao misturar esses dois materiais, nós temos uma separação de fases, é necessário a utilização de um produto para que a emulsão se mantenha estável, como um emulsificante, permitindo que os glóbulos de asfalto permanecam em suspensão na água.
As emulsões asfálticas são categorizadas como emulsões aniônicas e catiônicas, embora também sejam classificadas pela sua velocidade de ruptura e viscosidade.
Além de ser muito utilizada na construção civil como impermeabilizante, a emulsão asfáltica também pode ser empregada como imprimação em serviços de pavimentação, desde que seja atendido os requisitos determinados pela norma DNIT-EM 165/2013.
Processo de fabricação de emulsão asfáltica
Classificação das emulsões asfálticas
As emulsões asfálticas de petróleo são classificadas pela velocidade de ruptura, viscosidade e carga (aniônica ou catiônica). As letras RR, RM e RL representam a velocidade de ruptura, rápida, média e lenta, respectiavamente. A letra C é colocada quando se trata de uma emulsão catiônica e os numerais 1 e 2 representam a viscosidade crescente:
- RR-1C, RR-2C: emulsões asfálticas catiônicas de ruptura rápida;
- RM-1C, RM-2C: emulsões asfálticas catiônicas de ruptura média;
- RL-1C: emulsão asfáltica catiônica de ruptura lenta.
- RR-1, RR-2: emulsões asfálticas aniônicas de ruptura rápida;
- RM-1, RM-2: emulsões asfálticas aniônicas de ruptura média;
- RL-1: emulsão asfáltica aniônica de ruptura lenta.
As emulsões especiais utilizadas em lamas asfálticas, recebem as letras LA:
- LA-1, LA-2: emulsões aniônicas para lama asfáltica;
- LA-1C, LA-2C: emulsões catiônicas para lama asfáltica;
- LA-E: emulsão especial para lama asfáltica.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS UTILIZADAS
FARAH, Marco Antônio. Petróleo e seus derivados. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2013.
PINTO, Salomão; PINTO, Isaac Educardo. Pevimentação asfáltica: Conceitos fundamentais sobre materiais e revestimentos asfálticos. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2019.
BERNUCCI, Liedi Bariani et al. Pavimentação asfáltica: Formação básica para engenheiros. 1. ed. Rio de Janeiro: Petrobras: ABEDA, 2006.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 6576: Materiais asfálticos - Determinação da penetração. Rio de Janeiro, 2007.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. DNIT-EM 095: Cimentos asfálticos de petróleo - Especificação de material. Rio de Janeiro, 2006.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. DNIT-EM 165: Emulsões asfálticas para pavimentação – Especificação de material. Rio de Janeiro, 2013.
AGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO (São Paulo). Resolução ANP Nº 19 de 11 de julho de 2005. Estabelece as especificações dos produtos derivados de petróleo, gás natural e biocombustíveis. Diário Oficial da União: Poder Executivo, 17 mai 2006.
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