Science Spain , Burgos, Tuesday, June 14 of 2011, 16:06

Determinação de leis de comportamento para desenhar estradas recicladas eficientes

Tese de doutorado analisa as estradas recicladas com cimento em Castela e Leão, que perfazem a metade de todas as existentes na Espanha, para caracterizar o material

Antonio Martín/DICYT Castela e Leão é a principal comunidade autônoma que recicla estradas com cimento. Aproximadamente a metade das obras realizadas com esta técnica, que aproveita o material existente na via para sua reabilitação, é reciclada nesta região. Em toda Espanha foram reciclados mais de 21 milhões de metros quadrados de estradas (atualmente 2,5 milhões m2/ano), o que justifica a importância de caracterizar o material, defini-lo estruturalmente e determinar suas leis de comportamento. A este trabalho dedicou sua tese de doutorado na Universidade de Burgos Jesús Díaz Minguela, diretor da zona Noroeste do Instituto Espanhol de Cimento e suas Aplicações.

 

Este engenheiro analisou as estradas recicladas em Castela e Leão, coletou material reciclado de uma delas e determinou em laboratório as leis básicas de comportamento deste tipo de pavimentos. A tese foi orientada pelos professores Hernán Gonzalo Orden e Doris Carmen González Cabrera.

 

A reciclagem de pavimentos in situ com cimento é uma técnica relativamente jovem. Segundo Díaz Minguela, a primeira experiência realizou-se em Huelva em dezembro de 1991 com máquinas importadas. A Junta de Castela e Leão, depois de um teste em 1994, realizou uma aposta clara, sobretudo desde 1998, por esta técnica de reciclagem de estradas, o que lhe converteu na principal comunidade autônoma a utilizar esta aplicação, muito difundida por suas importantes vantagens técnicas, econômicas e ambientais.

 

“Trata-se de uma técnica muito ligada ao conceito de sustentabilidade. Pode-se transformar um pavimento degradado em uma capa resistente, homogênea e durável, aproveitando a própria estrada como fornecedora de agregados, o que evita extrações e depósitos, e reduz os impactos ambientais, emissões de CO2 e efeitos colaterais devidos ao transporte”, explica o pesquisador. Estima-se que na Espanha economiza-se cerca de 800.000 toneladas de agregados por ano graças à reciclagem.

 

“Ainda que o material obtido após a reciclagem da estrada tenha certa homogeneidade estrutural, o produto pode variar muito de uma zona a outra, devido às diferentes capas e espessuras que formam as estradas desgastadas. As características do material reciclado podem variar em função da produção de misturas betuminosas e material granular (macadame ou cascalho), da porcentagem de cimento e tipo utilizado, da granulometria e da porcentagem de calcários finos betuminosos”, afirma Díaz Minguela. Por essa razão, uma vez analisadas as obras realizadas, escolheu-se para obter o material reciclado uma estrada modelo formada por dois terços de material granular e um terço de misturas betuminosas. Assim, desagregou-se um trecho da estrada de Salamanca, SA-801, de Peñaranda de Bracamonte a Campo de Peñaranda, e transportou-se ao laboratório de grandes estruturas da Escola Politécnica de Burgos.

 

Cilindros

 

Após um estudo de dosificação do material, realizou-se um grande número de testes com cilindros do material, tanto de 15 centímetros de diâmetro e 18 centímetros de comprimento, que são os utilizados nas obras, como com formas prismáticas de 15 por 15 centímetros de seção e 60 centímetros de comprimento, que pesam mais de trinta quilos. Ao longo de três anos, as amostras foram submetidas a 350 testes, muitos deles com cargas continuas dinâmicas, e algumas demoraram mais de um mês para romper-se. A partir deste experimento foram determinadas as leis de fadiga do material (até agora desconhecidas) que podem ser introduzidas nos modelos matemáticos de comportamento. Ademais, considerando que o único dado resistente do material existente nas obras é sua resistência à compressão à sete dias (que é a que se exige e controla), foram estabelecidas equações que conectam dito valor com a resistência à flexo-tração a largo prazo, que é a que define o comportamento da capa reciclada no conjunto do pavimento da estrada. Estas relações permitem prever o comportamento do pavimento a partir dos resultados obtidos na obra.

 

Até agora, esse material não havia sido objeto de pesquisas e, ainda que estejam previstas as exigências construtivas por semelhança com outros materiais como o solo-cimento, falta uma norma que defina o projeto, já que seu comportamento não estava definido. Na tese de doutorado foi possível caracterizá-lo, defini-lo estruturalmente e determinar as leis de fadiga que o regem. Todo esse esforço foi concretizado em um catálogo de seções de pavimento reciclado in situ com cimento no qual, facilitando o trabalho do projetista e da administração, indica-se a seção do pavimento a construir (profundidade da reciclagem e espessura das capas de mistura betuminosa), segundo o tráfego pesado que venha a circular pela estrada.