Artigo apresentado como requisito parcial para a conclusão do curso de Especialização em MBA em gestão de obras e projetos da Universidade do Sul de Santa Catarina – UNISUL, orientado pelo professor – José Roberto de Barros Filho, Dr. Eng.
Nathan Garcia dos Santos
Resumo: Em um país onde as principais vias de ligação mais utilizadas são rodovias, é esperado uma malha bem desenvolvida e pistas em boas condições. No entanto, não é o que ocorre no Brasil. Neste artigo foi exposto a logística envolvida no ciclo do revestimento asfáltico, os pontos que exigem uma maior atenção e os problemas que poderão ocorrer. Foram analisados os processos que o revestimento asfáltico passa desde a produção até a compactação. No Brasil a massa mais usada é o concreto betuminoso usinado a quente, utilizado para desenvolver esta pesquisa. Com as particularidades de cada etapa discutidas, serão mostradas as logísticas necessárias para que o processo seja executado, sem erros. Ao final, o principal processo desta cadeia é a aplicação. Fase que ditará se a estrada construída irá ou não atender as condições de qualidade, conforto, durabilidade e segurança.
Palavras-chave: Logística. Cadeia do revestimento asfáltico. CBUQ.
1 INTRODUÇÃO
O principal meio de ligação entre cidades no Brasil são as rodovias, utilizadas para transporte de pessoas e de cargas [cerca de 60% das cargas transportadas por esta via, segundo dados do Grupo Executivo de Integração da Política de Transportes (Geipot), 2001]. No Brasil a malha rodoviária tem 1.720.613,9 km sendo apenas 213.165,4 km pavimentadas, segundo a Confederação Nacional do Transporte (CNT). Ensaios mostraram que as rodovias brasileiras tem índice de baixo conforto de rolamento. Analisados 98.475 km de pavimentos, cerca de 62,1% apresenta alguma deficiência no pavimento ou geometria, 37,9% se encontram em condições satisfatórias, onde 27,8% em estado bom e 10,1% ótimo. Estima-se um valor entre 1 a 2 bilhões de reais anuais para a manutenção das rodovias federais. As variáveis que conferem, ao pavimento brasileiro, baixa qualidade são:
Um ponto no gerenciamento de obras de pavimentação é o cuidado com logística de produção, transporte e aplicação do revestimento asfáltico, sendo este, concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ) ou concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ), o mais usado nas estradas brasileiras. O planejamento e controle na execução devem ser minuciosos. Tempo de deslocamento, temperatura de aplicação e atraso de uma carga, pode implicar na paralização da usina, atraso da obra, desperdício com descarte da massa e pavimentos defeituosos.
1.1 OBJETIVOS
1.1.1 Objetivo geral
O objetivo geral deste artigo será abordar a logística envolvida nas obras de pavimentação rodoviária, e principalmente, na produção da massa (CBUQ), sendo assim, desde a sua produção até a aplicação. Os segmentos desta cadeia onde a possibilidade de imprevistos, que atrapalhem o andamento da obra e criem falhas na estrutura do pavimento, é alta.
Como a finalidade não é especificar problemas de logística na pavimentação em determinadas obras e sim expor e discutir, de maneira geral, os principais pontos na gerencia da massa na pavimentação, onde a atenção deve ser dobrada, não se analisou obras existentes para um estudo de caso e sim artigos, trabalhos, literaturas e periódicos nesta área.
1.1.2 Objetivos específicos.
Neste artigo foram usadas literaturas na área de pavimentação, para explicar as etapas envolvidas no revestimento asfáltico (CBUQ), desde sua produção até a compactação. Com essas literaturas serão abordados os detalhes de cada segmento do processo, mostrando que para a execução de uma pista, que atenda os quesitos de qualidade, vida útil, conforto e segurança é necessária uma logística bem estruturada e executada.
2 PAVIMENTO RODOVIÁRIO
2.1 PAVIMENTO
Considera-se uma estrada implantada quando os serviços de terraplanagem, drenagem e proteção contra a erosão, estão concluídos, denominando-se infraestrutura rodoviária. Para uma rodovia oferecer melhores condições de rodagem é necessário executar uma camada de solo compactada com determinadas características. Isso gera uma superfície de trafego superior ao solo natural.
No entanto, esta última atividade, não confere à estrada características para uma boa rodagem e conforto dos usuários da via, por muito tempo, sem serviços de manutenção, que dependendo do fluxo do trafego se torna muito dispendioso. Note que, quanto maior o fluxo de veículos na via maior será seu desgaste e consequentemente maiores gastos na sua manutenção.
Logo, para se obter uma estrada com vida útil longa assim como o conforto de rodagem é necessário o serviço de pavimentação. Esta estrutura é executada sob o subleito (uma camada 0,6 metros de espessura, a partir do leito) e além do conforto e durabilidade das condições seguras para rodagem, ainda atribui uma redução no custo de transportes, reduz a duração do
“O pavimento é a estrutura que se executa após terraplanagem e que deve possuir as seguintes características:
- Ter resistência para suportar os esforços verticais oriundos do tráfego para os quais foi projetado e distribuí-los ao terreno sobre o qual assenta;
- Resistir, sem desgaste excessivo, aos esforços horizontais produzidos pelo tráfego; - Melhorar as condições de rolamento, permitindo uma circulação fácil, cômoda e segura;
- Permitir que se realizem operações de reforço ou recapeamento compatível com o crescimento do volume de tráfego;
- Conservar suas qualidades sob a ação dos agentes intempéricos.”
Resumindo a definição de pavimento é uma estrutura de uma ou mais camadas configuradas para receber as cargas aplicadas na sua superfície e distribui-las em toda sua extensão e fundação, dissipando-as em tensões menores que as tensões admissíveis calculadas em projeto. Sendo o revestimento asfáltico ou massa, a última camada do pavimento, aquela que de fato tem contato direto com os veículos e intemperes.
No Brasil a maioria das estradas pavimentadas leva o revestimento asfáltico CBUQ, que é a mistura de ligante asfáltico, concreto asfáltico de petróleo (CAP), com agregados minerais de vários tamanhos. Nas próximas sessões irão ser abordados a formação do CAP e o revestimento CBUQ.
2.2 ASFALTO
Segundo a agência nacional do petróleo, gás natural e biocombustíveis (ANP), o asfalto é um material de cor escura, que pode se apresentar solido ou semi-sólido, composto
por asfaltenos, resinas e hidrocarbonetos pesados, sendo o betume o seu maior componente e o que apresenta propriedades aglutinadoras.
A nomenclatura asfalto agrega diversos componentes, mas o que interessa neste artigo é o cimento asfáltico, que é o utilizado na engenharia rodoviária como revestimento. Para se chegar no asfalto em questão submetesse o petróleo a uma destilação fracionada em
refinarias. O petróleo passa por uma destilação e vão sendo retiradas as frações mais leves, os óleos aromáticos, a gasolina, querosene e gasóleos. O produto asfáltico que sobra no fundo da torre é injetado com um certa quantidade da nafta pesada, extraída anteriormente, para
adquirir as propriedades estipuladas pela ANP e vira o CAP.
Na figura a seguir está demonstrado o processo de destilação fracionada para a obtenção do CAP. A figura 1 representa o processo único de destilação. Petróleos asfálticos ou pesados passam por esse processo. A figura 2 é o processo que os petróleos leves passam para a obtenção do CAP.
2.3 CBUQ
2.3.1 Produção do CBUQ
Como mencionado anteriormente, o revestimento mais recorrente nas estradas brasileiras é o CBUQ. A destilação fracionada do petróleo gera um produto que adicionado a óleos aromáticos vira o CAP com suas qualidades de ligante, flexibilidade e impermeabilidade. O processo de mistura do CAP, agregados minerais de diferentes tamanhos e material de enchimento (filler), tem como produto o CBUQ. Esta mistura é feita em temperaturas Figura 2 - Esquema de produção de asfalto em dois estágios
controladas, afim de remover a umidade e manter o ligante em estado fluido para que seja possível o envolvimento do agregado por esse. O processo ocorre dentro de usinas asfálticas, fixas ou móveis, isso dependera da logística da obra. Uma usina é composta por equipamentos elétricos e mecânicos que trabalham em conjunto para produzir a mistura asfáltica. Existem dois tipos de usinas a de produção por bateada, que produz em quantidade unitária, e a usina de produção continua, que produz continuamente, mas não iremos abordar suas particularidades já que ambas são usadas para produzir o CBUQ sem diferença no produto final.
Nota-se que a estocagem é feita apenas dos agregados, onde deve-se evitar a sua contaminação, degradação e sedimentação, e do agente ligante. Esta parte do ciclo do CBUQ é muito importante e deve se tomar toda a precaução, o ligante deve ser mantido fluido e para isso se faz necessário um sistema de aquecimento continuo por circulação de óleo ou elétrico e nunca por chama. Isso pela falta de controle da temperatura que o aquecimento por chama acarreta, note que o ligante não pode passar de uma determinada temperatura, para o CAP 160⁰C. Quando o ligante passar dessa temperatura o material degrada e perde sua capacidade de aglutinação, esse processo é conhecido pelo termo de craqueamento da massa. Neste processo se nota a quebra das cadeias moleculares do asfalto pela temperatura superior da ideal. A perda de suas características aglutinantes implica na redução da vida útil do revestimento.
Uma vez já pronta a massa deve ir direto para a área da aplicação, logo não é estocável. Este é um ponto muito importante da logística, caso a massa chegue ao local com uma temperatura abaixo da ideal a sua compactação não será perfeita e não atingira o grau ideal comprometendo a integridade do pavimento. Nas figuras 3 e 4 estão indicadas uma usina asfáltica por batelada e seu esquema, e a figura 5 e 6 a usina asfáltica contínua e seu esquema.
Figura 3 - Usina asfáltica por batelada (Usina do asfalto, 2012)
Figura 5 - Usina asfáltica continua (Usina do asfalto, 2012)
Outra fase na cadeia do revestimento asfáltico é o transporte, a carga deve chegar ao local da obra dentro das condições ideais para uma boa execução e assim um revestimento de qualidade. O transporte do concreto betuminoso ao seu destino é feito por caminhões basculantes apropriados para a finalidade. Caso seja necessário, para garantir a temperatura, a carga poderá ser protegida com lonas.
O número de caminhões necessários nessa etapa depende de algumas variáveis como a distância a ser percorrida, o conhecimento do tráfego no percurso, a velocidade de produção da usina e a duração do descarregamento. Esses fatores devem ser controlados visando manter o a produção e aplicação da carga constantes e sem atrasos.
Ainda “o número de caminhões necessários para manter constante o lançamento da mistura asfáltica na pista pode ser estimado considerando-se o tempo de ida e volta dividido pelo tempo de carregamento de cada caminhão mais um.” (L.BERNUCCI, et al., 2008).
Figura 7 - Caminhão basculante protegido por lona
Figura 8 - Caminhão sendo abastecido com carga de CBUQ
Fonte: (construtora j.vicente)
Figura 9 - Caminhão basculante
chamado imprimação e pintura de ligação, que consistem na aplicação de mistura asfáltica que garantem uma impermeabilização da superfície, melhor aderência e travamento da base. Com a superfície tratada o lançamento da mistura asfáltica se inicia, a temperatura deve ser tal que garanta ao revestimento uma viscosidade entre 75 a 105 segundos Saybolt-Furol (unidade de viscosidade), este período se encontra numa faixa de temperatura entre 107⁰C e 177⁰C.
A aplicação da massa é feita por vibro acabadoras. Este equipamento é projetado para fazer o lançamento em camadas uniformes variando entre 25mm e 300mm, assim como a largura pode ser ajustada conforme a necessidade. A velocidade também é variável e atinge até 20 km/h. Além de fazer o lançamento e espalhamento a vibro acabadora realiza a nivelação e pré-compactação do revestimento.
As vibro acabadoras são compostas por duas partes, a tratora que tem a função de deslocamento, recebimento e lançamento da carga. A segunda parte é a niveladora, responsável por nivelar e pré-compactar, caso haja alguma falha no nivelamento a correção é feita manualmente. As figuras 10,11,12 e 13 mostram os esquemas da vibro acabadora.
Figura 10 – Vibro acabadora de esteira
Figura 11 – Vibro acabadora em operação
Fonte: (www.volvo.com.br)
A compactação é realizada ao mesmo tempo que o lançamento é feito para que a temperatura da massa seja tal que se atinja o melhor grau de compactação possível, essa etapa é feita em dois estágios a rolagem de compactação, onde se alcança a densidade, impermeabilidade e maior parte da compactação. A segunda etapa é a rolagem de acabamento, onde são corrigidas marcas deixadas pelos rolos na primeira parte e o acabamento de fato.
Para a compactação utilizasse os rolos, sendo de tambor (figura 14) e pneus (figura 15). Figura 13 - Esquema do fluxo de mistura asfáltica de vibro acabadora (Asphalt Institute, 1998)
Figura 14 - Rolo compressor de tambor liso
Fonte: (www.cat.com)
Figura 15 - Rolo compressor pneus
artigos, literaturas, periódicos e literaturas focadas na área da pavimentação. Também realizou-se entrevistas não estruturadas com profissionais experientes na área. Este artigo foi direcionado na cadeia do revestimento asfáltico, sendo pesquisado um fluxo padrão de produção de CBUQ. E cada uma das etapas típicas serão descritas, desde sua produção nas usinas até a sua compactação. Expondo as etapas para então analisar a logística envolvida no processo e as consequências, que uma falha nesta, pode acarretar no produto final.
4 RESULTADOS E ANALISES
As análises das logísticas de cada etapa, da cadeia do revestimento, serão separadas em sessões para um melhor entendimento. Nos itens a seguir os cuidados e particularidades que existem na logística serão abordados e discutidos, assim como as consequências que uma falha acarretará.
4.1 LOGÍSTICA NA PRODUÇÃO DO CBUQ
Na produção do concreto betuminoso o planejamento com os estoques dos componentes já é um fator que deve se ter atenção. Como utilização da mistura asfáltica é imediata, não há estoque, mas isso não ocorre com os agregados e o ligante. O pó de pedra necessita de lugares especiais para armazenamento, então é guardado em montes em lugares cobertos pra proteger da umidade. Caso não haja a proteção a produção reduz, pois o pó de pedra passa por um aquecimento dentro das usinas e para secar, com isso melhorando a mistura com o ligante. Se
estiver úmido demandara mais tempo e energia para a produção da massa. As graduações de brita também são armazenadas em montes, mas não necessitam de locais cobertos.
Os estoques de pó de pedra e graduações de brita são calculados de acordo com o consumo diário e são comprados mensalmente, mas caso ocorra algum imprevisto de entrega dos próximos pedidos, a primeira compra é feita para o consumo de dois meses, então sempre há um estoque de segurança de um mês de agregado.
O estoque do ligante já exige maior atenção, também é feito o cálculo de consumo diário, mas diferente dos agregados a entrega é feita diariamente e o estoque é em baixa quantidade. Como o ligante é estocado em tanques aquecidos por óleo, se gasta muita energia, por esse motivo, são estocadas baixas quantidades e reabastecidas diariamente. Também deve-se ater que o ligante precisa ter sua temperatura monitorada, caso esta pasdeve-se da zona ideal a massa craqueia e perde suas propriedades aglutinantes, o CAP, que é usado no CBUQ, aceita uma temperatura até 160 C⁰.
4.2 LOGÍSTICA NO TRANSPORTE
O transporte da massa asfáltica, como já mencionado, é feita por caminhões basculantes, a logística envolvida neste processo está no número de caminhões necessários para manter o lançamento continuo. Veja, o que cria uma estrada de qualidade, conforto e longa vida útil, é o trabalho interrupto da vibro acabadora. Caso o lançamento seja interrompido serão raspados e descartados os últimos 5 metros de asfalto e é feita uma junta fria, como em toda a estrutura os pontos fraco são as juntas, nas estradas não é diferente. Ainda há o efeito bombeamento, quando a água que está concentrada na junta má executada é pressionada por veículos, como é um fluido incompressível, entra nos vazios existentes levando os agregados finos provocando desde buracos até crateras na pista. Por isso o trabalho continuo da vibro acabadora é importante, com o mínimo de paradas possível.
A logística do transporte também é planejada considerando o tráfego do percurso, o tempo de manobra dos basculantes para abastecimento e a distância a ser percorrida. Um caminhão atrasado ou preso no transito, além de causar um interrupção no lançamento, também há a questão da temperatura ideal para lançamento e compactação. O revestimento asfáltico deve ser lançado e compactado a uma temperatura que permita os agregados trabalharem e
4.3 LOGÍSTICA NO LANÇAMENTO E COMPACTAÇÃO
Neste artigo o lançamento e compactação estão na mesma seção pois ocorrem simultaneamente, o caminhão basculante vai na frente da vibro acabadora abastecendo-a, e essa vai lançando a massa, logo atrás vem rolo fazendo a compactação.
A logística nesses dois serviços está em manter esse processo continuo, pra isso todos os outros processos devem ser executados exatamente como determinado no planejamento. Além disso, como em muitos casos há mais de uma equipe realizando o lançamento dos trechos, deve haver uma boa comunicação e controle das equipes.
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
No presente artigo foram abordadas as etapas do ciclo do revestimento asfáltico. Como no Brasil o mais utilizado é o concreto betuminoso usinado a quente, esse foi o tipo de massa asfáltica usada para esta pesquisa. O intuito foi analisar as etapas do CBUQ, a produção, transporte, lançamento e compactação; para depois comentar a logística envolvida nesses processos. Também foram expostos os cuidados necessários e algumas consequências que a falta de planejamento ou a má execução na logística pode causar em uma estrada. Portanto fica clara a necessidade de uma logística bem planejada e executada. Tomando os cuidados necessários nos processos se garante uma estrada de qualidade, conforto, segurança e longa vida útil.
Note que todas as etapas giram em torno da última. Todas devem garantir algumas condições que devem ser atendidas de forma a se chegar numa massa asfáltica de qualidade com a temperatura ideal para se obter um lançamento continuo e um alto grau de compactação.
No processo de produção, os agregados devem ser estocados de forma precisa e com suas quantidades controladas para que não haja desperdício.
O transporte envolve mais variáveis. Deve-se conhecer o tráfego da região, a distância deverá ser tal que a carga chegue na temperatura e tempo estipulados, não esquecendo do tempo gasto nas manobras dos basculantes. A temperatura da região também deverá ser considerada e caso ela diminua a temperatura da massa deverá usar lonas para proteção.
Aplicando uma boa logística em cada etapa, o principal fator que terá melhora é a economia. Implantando um plano logístico nas etapas de transporte, aplicação e compactação, o desperdício de material será baixo ou nulo. Isso implica em aumento na economia. Primeiro, a quantidade de material comprado será menor, um estoque mínimo menor. Segundo, o tempo de obra será menor. Sem correções para realizar não terá desperdício do revestimento e de tempo, menor o tempo de obra, menos gastos com trabalhadores e aluguéis de equipamentos.
Na etapa da produção, a logística empregada visará garantir as características dos materiais componentes e do produto, revestimento. Também agirá sob a estocagem e reposição, tendo como base o desenvolvimento das etapas seguintes. Interligando e fechando o ciclo para produção de CBUQ.
to mesh well developed and tracks in good condition. However, it is not what happens in Brazil. This article was exposed to logistics involved in the cycle of the asphalt coating, the points that require greater attention and the problems that may occur. We analyzed the processes that the asphalt coating passes from production until the compression. In Brazil the most mass used is the machined hot bituminous concrete, used to develop this research. With the characteristics of each step discussed, will be shown the logistics necessary to ensure that the process runs without errors. At the end, the main process of this chain is the application. Phase that will dictate whether the road built or does not meet the conditions of quality, comfort, durability and safety.
Referências
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