O ASFALTO E OS IMPACTOS AMBIENTAIS

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Ana Karla Araújo de Melo - Engenharia ambiental -IESAN

Mylena Cristina Sena Manso - Engenharia ambiental - IESAN

Nayana do Socorro Farias de Sousa - Engenharia ambiental - IESAN

Thais Amorim salgueiro - Engenharia ambiental - IESAN

Viviane Alencar Santos - Engenharia ambiental - IESAN

Francisco de Assis Pinto Bezerra - UFPA

Economista. Educador. Consultor Acadêmico.

1. INTRODUÇÃO

Neste momento de intenso processo global, os lideres mundiais vêm colocando na agenda do dia a questão ambiental, como um ativo fundamental em todas as atividades desenvolvidas pelo homem, em particular quanto à exploração e uso dos recursos disponíveis. Um dos marcos da preocupação com a questão ambiental, como efeito das ações das atividades humanas, foi a Agenda 21, que reuniu chefes de vários Estados que participaram da Conferência Mundial sobre Desenvolvimento e Meio Ambiente, no Rio de Janeiro, em 1992 (MENEZES, 2015).

Com isso, a partir do ano de 2000, a Organização das Nações Unidas (ONU) elegeu 8 objetivos para serem alcançados nesse século XXI, com destaque a sustentabilidade ambiental. Desde então, o Brasil passou adotar instrumentos de planejamento para a construção de uma sociedade sustentável, conciliando uso dos recursos com a proteção ambiental, de modo que as atividades humanas gerem poucos danos ambientais.

O asfalto, objeto desse estudo, certamente se insere no contexto de impactos ambientais e, portanto, significa uma preocupação, quanto ao seu intenso uso, principalmente nas milhares de rodovias e estradas espalhadas por todo o país. Os primeiros registros sobre o asfalto são de 3000 a.C., quando o mesmo foi usado para conter vazamentos de água em reservatórios. Com o decorrer do tempo, o asfalto se tornou matéria prima para pavimentar estradas, ruas e aeroportos no Oriente Médio. O interessante é que naquela época ele era feito com piche, extraído de lagos pastoso, e não de petróleo, como nos dias atuais(ASFALTO, 2015).

O termo asfalto tem origem no antigo acádico, o que significa esparramar. Posteriormente, devido a sua utilização como material aglutinante, passou a ser associado a algo firme, estável e seguro, a ponto de suportar elevadas cargas. Por seu mais recorrente uso é pavimentar as vias terrestres (ASFALTO, 2015).

Em termos conceituais, o asfalto pode ser entendido como uma substância plástica que confere flexibilidade controlável às misturas com agregado mineral, considerado como um material forte e resistente, prontamente aderente, altamente impermeabilizante e durável (COELHO et al., 2011).

Outra concepção do que seja asfalto, é que se trata de um betume espesso, de material aglutinante escuro e reluzente, de estrutura sólida, constituído de misturas complexas de hidrocarbonetos não voláteis de elevada massa molecular, além de substâncias minerais, resíduo da destilação a vácuo do petróleo bruto. Não é um material volátil, é solúvel em bissulfeto de carbono, amolece a temperaturas entre 150°C e 200°C, com propriedades isolantes e adesivas (ASFALTO, 2015).

Portanto, como notamos, desde um passado distante até o presente, o asfalto vem tendo grande importância social e econômica, em vista da sua função de cimentar, colar, revestir e impermeabilizar e, principalmente, pavimentar as vias para que os transportes rodoviários e aéreos possam se locomover.

A presente pesquisa objetiva avaliar os impactos ambientais da produção e uso do asfalto.

Para alcançar esse propósito, recorremos algumas bibliografias de autores que abordam e discutem sobre a produção, classificação, composição, propriedades físicas e aplicação na engenharia do asfalto. A análise desses autores supracitados neste estudo nos permitiu fazer uma breve consideração sobre o objeto em estudo, com recorte nos impactos ambientais provocados pela exploração e uso do asfalto.

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1. CLASSIFICAÇÃO DO ASFALTO

No geral, o asfalto mais usado pode ser de duas ordens: o Natural, com sigla AN, e o asfalto obtido da destilação do Petróleo, com sigla AP (ASFALTO, 2015). No entanto, independente do tipo de asfalto, suas funções exercidas na pavimentação são: aglutinadora e impermeabilizadora. Como aglutinante proporciona uma íntima ligação entre agregados, capaz de resistir à ação mecânica das cargas dos veículos. Como impermeabilizante, o asfalto proporciona vedação eficaz contra a penetração da água de chuva às camadas estruturais do pavimento. Daí, notamos que este tipo de asfalto resiste à água, cuja não absorção acumula água, podendo contribuir com as enchentes.

Também proporciona ao asfalto característica de flexibilidade, pois a baixa reatividade química a muito agentes não evita que esse material possa sofrer um processo de envelhecimento por oxidação lenta pelo contato com o ar e com a água, o que afeta a qualidade da pavimentação.

Em função de suas características, o uso do asfalto em serviços de pavimentação exige o emprego dos seguintes materiais betuminosos, como: cimentos asfálticos, asfaltos diluídos e emulsões asfálticas.

2.2. MÉTODOS DE PRODUÇÃO

No Asfalto Natural o petróleo surge na superfície da terra e sofre uma espécie de destilação natural pela ação do vento e do sol, que retiram os gases e os óleos leves, deixando um resíduo muito duro, que deriva no AN. A maior incidência desse tipo de asfalto é na Ilha de Trindade, no Caribe (Ilustração disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Asfaltohttp://transportes.ime.eb.br/materialdepesquisa/laboratório/lab ligantes/03_asfalto.htm), o qual foi responsável pelo abastecimento no mercado americano de ligantes asfálticos usados em pavimentação, até o final do século XX.

Essa ilustração mostra que o AN fica exposto sobre a superfície as margens de Lagos e Rios, onde pode ser coletado de maneira manual e artesanal, com a finalidade de ser aplicado em alguma necessidade humana, que necessita de reparação duradoura.

O AP, por sua vez, pode ser obtido como resíduo da destilação do petróleo, bem mais abundante e barato. Nas torres de destilação, a parcela mais pesada do petróleo produz nafta (derivados da gasolina), querosene e diesel.

O emprego do asfalto derivado de petróleo surgiu a partir de 1909 e, devido as suas características de economia e pureza em relação ao AN, constitui atualmente a principal fonte de suprimento para a pavimentação (COELHO et al., 2011).

2.3. COMPOSIÇÃO QUÍMICA

O asfalto tem composições químicas muito complexas e que dependem dos processos de fabricação, bem como da matéria prima utilizada. No entanto, basicamente, o asfalto pode ser considerado como uma dispersão coloidal de partículas de asfaltenos em um meio oleoso denominados maltenos, formando a dispersão coloidal, como ilustrado no modelo de micelas de Yen (Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Asfaltohttp://transportes.ime.eb.br/materialdepesquisa/laboratório/lab ligantes/03_asfalto.htm).

Processos de fracionamento mais simples separam as frações dos asfaltos em asfaltenos e maltenos. Os asfaltenos são caracterizados sob a forma de sólido duro e quebradiço, na temperatura ambiente (25ºC). A porcentagem de ocorrência de asfaltenos está associada à consistência dos asfaltos. Os maltenos podem ainda ser separados em outras frações (óleos aromáticos, óleos saturados).

Uma reduzida fração do total dos constituintes dos asfaltos são os carbenos e os carbóides. Os estudos mais abrangentes têm mostrado que o comportamento dos asfaltos está associado a de uma distensão coloidal em estado SOL ou GEL. Por isso, apresenta certa coesão e uma grande aptidão ao escoamento em função da duração da solicitação da carga que lhe é imposta.

Ou seja, para solicitações de curta duração, o asfalto responde como um sólido elástico; enquanto para as solicitações de grande duração, o asfalto apresenta um comportamento de um líquido viscoso. A maior complexibilidade de comportamento é verificada no caso de solicitações de duração intermediária. Embora os sistemas SOL apresentem uma boa resistência às solicitações rápidas, são mais sensíveis que os sistemas GEL às solicitações mais lentas. Por conta disso, o asfalto é considerado como sendo um material constituído por uma matriz viscosa - os maltenos, reforçada por uma estrutura de asfaltenos.

Essa estrutura governa o comportamento reológico do asfalto. Assim, os asfaltos utilizados sem serviços de pavimentação são fundamentalmente decorrentes da destilação fracionada do petróleo. Quando o processo de destilação do petróleo é controlado (Ilustração disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Asfaltohttp://transportes.ime.eb.br/materialdepesquisa/laboratório/lab ligantes/03_asfalto.htm), de modo que não ocorram mudanças químicas, tem-se o que se denomina destilação direta e os produtos obtidos são designados óleos residuais asfálticos ou asfaltos de destilação direta.

O petróleo cru é aquecido sob pressão a elevadas temperaturas, sendo utilizada uma torre de destilação para a separação das diferentes frações que destilam nas seguintes temperaturas aproximadas:

- gasolina: 37 a 204ºC

- querosene: 177 a 302 ºC

- óleo diesel: 218 a 371 ºC

- óleos lubrificantes: Acima de 343 ºC

Cabe destacar que, para a remoção de frações de elevado ponto de ebulição, sem provocar modificações químicas, recorre-se à redução da pressão e utilização de vapor. Os asfaltos assim obtidos são designados como de destilação a vácuo e vapor. Dependendo do processo de destilação do asfalto, a desasfaltação a propano ou destilação a vácuo pode apresentar diferenças marcantes de comportamento. Isto certamente resulta em dois impactos: na qualidade da pavimentação e nos impactos ao meio ambiente.

Portanto, verificamos que o processo de extração e elaboração do asfalto, a partir do petróleo, é algo complexo. Aliás, os próprios termos dos elementos que compõem este produto não são familiares, o que exige certa pericia na disciplina para se compreender o assunto.

2.4. PROPRIEDADES FÍSICAS

Não obstante a composição química, no entanto os agentes empresariais da indústria de pavimentação levam em conta as propriedades físicas do asfalto, notadamente quanto à caracterização da sua performance. Tipicamente, as mais importantes propriedades físicas do asfalto para o serviço de pavimentação são as seguintes:

- Durabilidade: é a medida de como as propriedades físicas da camada de asfalto muda com o tempo. Em geral, quando a pasta de asfalto envelhece, sua viscosidade aumenta e se torna mais rígida e quebradiça.

-Viscoplasticidade: é a capacidade desse material manifesta-se no comportamento mecânico, sendo suscetível a velocidade, ao tempo e a intensidade de carregamento, considerando a temperatura de serviço.

- Pureza: trata-se do cimento asfáltico, em forma de pavimentação de concreto asfáltico, o qual é constituído de betume puro. Impurezas não são constituintes de cimentação ativa e pode ser prejudicial ao desempenho do asfalto.

- Segurança: o cimento asfáltico como a maioria dos outros materiais, volatiliza, isto é, se transforma em vapor, quando aquecido.

Em temperaturas extremamente elevadas (bem acima daquelas usadas na fabricação e construção do concreto asfáltico, acima de 343 ºC) o cimento asfáltico pode liberar vapor suficiente para aumentar a concentração volátil imediatamente acima de um ponto, onde ele irá inflamar quando exposto a uma faísca ou uma chama. Este ponto e chamado de ponto de fulgor (Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Asfaltohttp://transportes.ime.eb.br/materialdepesquisa/laboratório/lab ligantes/03_asfalto.htm), que por razões de segurança, é testado e controlado, levando-se em conta a segurança das pessoas o manipulam.

Podemos dizer que esse ponto de ponto de fulgor representa a temperatura máxima do processo para alcançar um asfalto de qualidade, proporcional as elevadas cargas que as pavimentações recebem.

2.5. USO E APLICAÇÃO NA ENGENHARIA

Embora em larga utilização no Brasil, o asfalto como solução para as rodovias em regiões tropicais não é ideal, devido ao intenso intemperismo destas regiões. Ao contrário disso, as Rodovias com superfície de concreto são mais resistentes às intensas variações diurnas de temperatura e umidade características do clima tropical (COELHO et al., 2011).

De acordo com esses autores, o asfalto para pavimentação pode ser dos seguintes tipos, considerando as intempéries:

- Cimento Asfáltico de Petróleo, a exemplo do CAP-20 e o CAP-70;

- O - Asfalto Diluído de Petróleo, a exemplo do ADP-30 e do ADP-250;

- A Emulsão Asfáltica, como o RR-2C e o RM-1C; etc.

Particularmente na Engenharia rodoviária o asfalto é apropriado, conforme cada tipo e seu fim. O ADP, por exemplo, é utilizado para a impermeabilização da base dos pavimentos; enquanto o CAP e as emulsões asfálticas são destinados para as camadas de rolamento das rodovias, de maneira que o CAP entra como constituinte dos revestimentos asfálticos de alto padrão. Este é de Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ), mais resistente e melhor absorve a água, trazendo mais segurança nas vias.

Por outro lado, as emulsões asfálticas são constituintes dos revestimentos de médio e baixo padrão, como os pré-misturados a frio e a quente (PMF e PMQ) e os tratamentos superficiais, as lamas asfálticas e microasfalto. Cabe ressaltar que a adoção de um revestimento de alto, médio ou baixo padrão leva em conta aspectos como: número e tipo de veículos pesados que transita na rodovia; vida útil adotada para o pavimento; disponibilidade de material; composição das camadas inferiores do pavimento, entre outros elementos.

2.6. PRINCIPAIS IMPACTOS AMBIENTAIS

Como os autores já demonstraram o asfalto, por si só, gera impactos ao homem e ao meio ambiente, em função da sua composição química e física. Isto fica mais evidente durante o processo de produção do asfalto, quando as usinas se tornam fontes poluidoras, contaminando o solo, a água superficial e subterrânea, o ar, além de gerar adensamento e compactação do solo. Enfim tudo isso significa menor qualidade de vida do planeta e dos homens (COELHO et al., 2011).

Os impactos ambientais têm relação direta com o dimensionamento dos pavimentos asfálticos. Trata-se do tempo de vida útil das pavimentações que, no geral, é de 20 anos ou mais tempo, dependendo da qualidade asfaltica. O ciclo de vida do pavimento consiste em cinco fases: extração do material, produção, construção, manutenção, utilização e fim de vida do asfalto.

Portanto, desde a extração do material, passando pelo serviço de pavimentação nas obras até a duração do uso do asfalto, enfim tudo isso implica em risco de contaminação ambiental. Para Coelho et al. (2011), isto é uma realidade, porque o movimento de produtos químicos que contamina o solo resulta na exposição por inalação e ingestão da água lixiviada que, por sua vez, contamina a cadeia alimentar.

Por nosso lado, verificamos que os impactos ambientais não são consequência do asfalto em si, mas, contudo, são provenientes de toda uma cadeia, representada pelas 5fases do ciclo de vida do processo de serviço de pavimentação.

Para compensar os impactos do asfalto tradicional, os quais têm sido motivo de discussão, em função da pressão causada ao meio ambiente, muitas propostas alternativas têm surgido no Brasil.

A combinação modificada de asfalto por pedaços de polietileno de garrafas pós-consumo e pó de borracha, o ponto de amolecimento e as performances de alta temperatura e baixa temperatura do asfalto foram melhorados com intensidades diferentes. A dosagem de pedaços de polietileno é mais influente sobre o desempenho em altas temperaturas, enquanto os resíduos de pó de borracha podem melhorar a resistência à fissura em baixa temperatura (COELHO et al., 2011).

Trata-se da reciclagem de asfalto, a partir do asfalto-borracha, o qual se convencionou a ser chamada de “asfalto ecológico”. Uma das instituições pioneiras nessa inovação é a Universidade de São Paulo (USP), cuja pesquisa constatou que o próprio asfalto é a peça-chave para solucionar os problemas ambientais (COELHO et al., (2011).

Segundo a USP, as áreas de várzea dos rios foram assoreadas, o volume das chuvas aumentou e as enchentes estão cada vez mais comuns em todos os cantos do Brasil e do mundo, visto que a pavimentação constituída por asfalta é fator fundamental para a incidência desse processo.

Para tanto, a USP desenvolveu uma espécie de asfalto-ecológico, chamado de Camada Porosa de Asfalto (CPA). A lógica dessa ideia é que o pavimento absorva a água, com 25% de filtro. Esse asfalto inovador, o asfalto-borracha, é constituído de 20% de pó de pneu velho, aonde vem sendo aplicado em larga escala nas estradas e rodovias brasileiras.

Desta feita, Coelho et al. (2011) afirmam que o asfalto-borracha mostra-se como um promissor destino para os pneus velhos e resíduos sólidos em geral que poluem o ambiente. Estima-se que cada quilômetro pavimentado com asfalto-borracha consuma, em média, 500 pneus.

Além de contribuir com o meio ambiente, o asfalto reciclado proporciona mais segurança e conforto aos usuários de rodovia, fruto da nova textura do pavimento em contato com o veículo, a qual gera menos ruído, maior aderência dos pneus e menor dispersão de água em caso de chuva, reduzindo os alagamentos, além de ter maior vida útil.

3. BREVES CONSIDERAÇÕES

A partir de algumas bibliografias de autores que abordam e discute o tema eleito, esse pequeno ensaio avaliou os impactos ambientais da produção e uso do asfalto. Nessa perspectiva, a análise dos autores supracitados neste estudo nos permitiu tecer as seguintes considerações, como resultado da pesquisa realizada:

- O asfalto vem assumindo papel importante na sociedade, desde os tempos antigos, até o presente momento contemporâneo, através da pavimentação de vias diversas, permitindo a circulação dos transportes rodoviários e aéreos.

- Embora da sua larga utilização no Brasil, o asfalto, principalmente não é apropriado para as rodovias em regiões tropicais, em particular na Amazônia, que faz sol e chuva de maneira intensa, contribuindo assim com as enchentes.

- Constamos que os impactos ambientais não são consequência direta do asfalto em si, mas, são resultados do efeito de toda uma cadeia, indo desde a extração do material, produção, construção, manutenção, utilização e fim de vida do asfalto, permeada pelo ciclo de vida das pavimentações.

- Como solução para o problema dos impactos ambientais, a equipe de pesquisa identificou duas:

a) A pavimentação constituída por superfície de concreto, pois são mais resistentes às intensas variações de temperatura e as umidades características do clima tropical, contribuindo para a menor incidência de enchentes.

b) A pavimentação com asfalto ecológico, cuja viabilidade está associada à redução dos resíduos e, principalmente de pneus de borracha, implicando na maior segurança de tráfego nas rodovias e na maior absorção de água, não causando transtornos de enchentes.

REFERENCIAS CONSULTADAS

ASFALTO. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Asfaltohttp://transportes.ime.eb.br/materialdepesquisa/laboratório/lab ligantes/03_asfalto.htm. Acesso em: 10 Nov. 2015.

COELHO, Johnny Gilberto Moraes et al. Asfalto ambientalmente correto: uma nova tendência de mercado. XXXIX Congresso Brasileiro em Engenharia. COBENGE, 3 a 6 de Out., 2011, Blumenau, Santa Catarina.

MENEZES, Educador Augusto. Gestão Socioambiental e Competitividade. Belém, Instituto de Estudos Superiores da Amazônia, iesam/Estácio, 2015.