No que tange a disposição, segundo Martins (2005), as centrais de concreto podem ser classificadas em verticais, horizontais e mistas. Entretanto, a Associação Nacional de Concreto Dosado em Central dos Estados Unidos (2009) - NRMCA - sugere o uso de mais três grupos,
além dos apresentados por Martins (2005), para classificação das cen- trais, sendo eles: móveis, semi-permanentes e permanentes.
Acredita-se que as classificações apresentadas pelos diferentes autores sejam complementares, uma vez que, as centrais de diferentes disposições podem ser subdivididas em permanentes, semi-permanentes e móveis. Assim sendo, o autor propõe a classificação das centrais, quanto a sua disposição, conforme o esquema apresentado na Figura 5.
Figura 5 – Classificação das centrais de concreto quanto a sua disposição. 2.4.1.1.1 Centrais verticais
É considerado o modelo de central mais tradicional e trata-se de unidades mais robustas caracterizadas pela simplicidade dos acionamen- tos na linha de produção [NRMCA, 2009; MARTINS, 2005]. Tal sim- plicidade se reflete na reduzida motorização e consequente redução de desgaste de equipamentos. A estocagem do cimento é feita em silos e dos agregados em caixas, sendo o transporte deste feito sem o uso de correias transportadoras o que permite a redução do espaço físico ocu- pado pela central.
Apesar do menor espaço físico ocupado e uso de sistemas simpli- ficados, as centrais verticais apresentam baixa mobilidade de equipa- mento, ou seja, tratam-se de unidades permanentes ou se- mi-permanentes, sendo recomendadas para obras de longa duração ou mercados definitivos [MARTINS, 2005].
As centrais verticais (Figura 6) são também conhecidas como centrais de gravidade em função do sistema de manuseio dos materiais, isto é, transporte e pesagem, para produção do concreto.
Figura 6 – Central Vertical ou de gravidade [STETTER, 2009] 2.4.1.1.2 Centrais horizontais:
As centrais horizontais (Figura 7) são unidades caracterizadas por uma maior quantidade de acionamentos motorizados, principalmente no que tange ao transporte de agregados, que é dado por meio de correias transportadoras, e maior complexidade de transmissão para a balança dosadora.
As unidades móveis (Figura 7b) são compostas por um caminhão com caixa individual de estoque de materiais. Com exceção do cimento, água e aditivos, os materiais são transportados para o misturador por um sistema de correias. Posteriormente, são adicionados a água e aditivos e dá-se a mistura do concreto.
(a) (b)
Figura 7 – Centrais de concreto horizontais: (a) permanentes [LIEBHEER, 2009]; (b) móveis [KOSMATKA, 2003].
Quando comparadas as centrais verticais, as centrais horizontais requerem menor investimento inicial, pois as obras de fundação neces- sárias para a instalação da central são mais simples. Além disso, apre- sentam maior mobilidade de equipamentos o que permite classificá-las como centrais móveis. Cabe destacar que a existência de centrais hori- zontais permanentes não é descartada.
2.4.1.1.3 Centrais mistas
As centrais mistas apresentam características das centrais verti- cais e horizontais. A composição de uma central com tais características é dada de modo a obter melhor desempenho na linha de produção de concreto e redução de custos de aquisição, manutenção e instalação dos equipamentos necessários, por exemplo, silos, balanças, correias trans- portadoras, entre outros.
2.4.1.2 Controle de proporcionamento
Quanto ao controle de proporcionamento, as centrais podem ser classificadas em: manual, semi-automática e automática [LOBO, C.L. & GAYNOR, R.D.,2006]. Tal classificação diz respeito ao tipo de controle de processos da central e está relacionado à precisão das dosagens.
O sistema de proporcionamento dos materiais pode ser dado em massa, volume e fluxo de material por esteiras ou tubos. O proporcio- namento em massa apresenta a maior precisão, seguida pelo proporcio- namento em volume e fluxo de material. Na Tabela 2 são apresentados os métodos preferencialmente utilizados para cada um dos materiais que compõem o concreto.
Tabela 2 – Método preferencial para pesagem dos materiais [CROMPTON, 2003]
Materiais Massa Volume Fluxo
Cimento √ Х Х
Agregados √ Х Х
Água √ √ √
Aditivos √ √ √
Atualmente observa-se a tendência de maximização do propor- cionamento dos materiais em massa através da utilização de balanças automáticas dotadas de células de carga.
É importante destacar que a precisão do sistema de balanças utili- zadas para pesar os materiais é de extrema importância e deve ser cali- brado periodicamente, pois erros decorrentes neste processo podem comprometer as propriedades do concreto, principalmente quanto à re- sistência mecânica.
2.4.1.2.1 Controle manual
Centrais de controle manual apresentam sistema operado manu- almente por um ou mais funcionários e depende da observação visual destes para execução de comandos segundo regras estabelecidas, por
exemplo, acionamento das correias transportadoras, balança, misturador, entre outros.
Como exemplo típico de central de controle manual destacam-se as centrais do tipo “Tow go”, também denominada “To go”. Tais cen- trais apresentam uma balança para a pesagem cumulativa de agregados (Figura 8a) que é alimentada diretamente por uma pá carregadeira. A transferência dos materiais para o caminhão é feita por um funcionário (balanceiro) que fica encarregado de abrir uma comporta na parte inferi- or desta balança acionando diretamente a correia transportadora, sendo o processo de mistura é realizado por caminhão betoneira (Figura 8b).
(a) (b)
Figura 8 – Central “Tow go”: (a) balança; (b) correia transportadora e cami- nhão betoneira [CSM, 2009].
2.4.1.2.2 Controle semi-automático
Consiste no sistema que necessita ser acionado por um operador e, uma vez acionado, pausa automaticamente quando finalizado. Pode-se citar como exemplo o acionamento da pesagem de cimento. Tal sistema pode ser provido de travas de segurança com o objetivo de evitar des- carga de material quando finalizada a etapa de pesagem aumentando, assim, a confiabilidade do sistema [LOBO & GAYNOR, 2006].
Destaca-se que em determinadas as centrais do tipo “Tow go”, apresentadas no item anterior, podem trabalhar como sistema de contro- le semi-automatizado.
2.4.1.2.3 Controle automático
As centrais de controle automático apresentam sistema de co- mandos completamente automatizados, ou seja, são regidos por uma central de computadores que, com base em uma determinada programa- ção estabelecida, executam todas as etapas de produção do concreto.
No processo de produção de concreto nas centrais automatizadas, o balanceiro digita o código do traço e o volume a ser carregado no
computador. A partir deste ponto o computador realiza todo o processo, sendo que o balanceiro só irá interferir no processo caso constatado al- gum problema com a carga.
Os avanços tecnológicos na área de programação de computado- res, principalmente quanto ao desenvolvimento de redes neurais e inter- face com os equipamentos, têm auxiliado para o desenvolvimento de novos modelos de controle. Tais modelos permitem identificar possíveis problemas de pesagem ao longo do processo de produção, controlar a ordem de adição dos insumos, o tempo de mistura dos materiais e tem- peratura no misturador [KOSMAKTA, 2003; DELIGIANNIS, 2008].
No que diz respeito aos custos associados a interfaces automáti- cas, apesar de serem inicialmente elevados, Lobo, C.L. & Gaynor, R.D.(2006) indicam a existência de uma tendência de redução de custos nos últimos anos.
Apesar do considerável custo inicial, é importante lembrar que a utilização dos sistemas automáticos permite maior precisão da produção do concreto o que resulta em uma produção mais homogênea e, conse- qüentemente, em uma menor variabilidade de resultados. Além disso, garante maior facilidade na etapa de controle de qualidade do concreto, uma vez que tais sistemas possuem banco de dados que podem ser aces- sados de forma mais fácil para eventuais verificações.
Uma das vantagens dos processos automatizados, considerando a manutenção periódica dos mesmos, está associada à precisão no propor- cionamento dos materiais. Neste caso, destaque pode ser dado ao pro- porcionamento do aditivo e umidade dos agregados utilizados.
Quanto ao proporcionamento de aditivos, estes são normalmente adicionados no caminhão betoneira com medidas de volume conhecido, por exemplo, baldes plásticos. Todavia, tal prática é passível de varia- ções de quantidade de aditivo adicionado e resultam, por sua vez, em possível variação das propriedades do concreto. No caso das centrais com sistema automatizado, a adição do aditivo é dada através de bom- bas injetoras que permitem maior precisão na quantidade de aditivo adi- cionado.
No que tange a determinação do abatimento6
6 Os ensaios de campo utilizados para a determinação do abatimento do concreto são apresen-
tados e discutidos no item
, as centrais mais modernas fazem uso de caminhões betoneira dotados de torquímetros que facilitam a determinação do abatimento do concreto sem a necessi- dade da realização do ensaio de abatimento de tronco de cone. Tal pro- cesso auxilia na redução da influência do operário na execução do en-
saio e, caso associado a correção de abatimento7
Entretanto, é importante destacar que tais equipamentos devem ser constantemente calibrados, especialmente para a primeira carga de concreto de um determinado dia de produção. Tal afirmativa tem por base a experiência prática que permite afirmar que o valor de torque, para um determinado abatimento, pode variar de um dia para o outro.
com adição de aditivos, permite redução substancial na variabilidade dos resultados.
No tocante ao controle de umidade dos agregados, as centrais au- tomatizadas mais modernas utilizam sistemas de capacitores, que permi- tem a determinação e correção da umidade para cada carga de agregado realizada. Nas centrais menos equipadas, a determinação da umidade, realizada uma ou duas vezes ao longo do dia, é dada com base em amos- tras retiradas da pilha de agregados. Esta medida pode ser considerada arriscada, pois o teor de umidade do agregado varia ao longo da altura da pilha e, caso os depósitos de agregados não sejam adequadamente uniformizados, erros na determinação da umidade podem ocorrer e con- tribuir para a variabilidade do processo.
É importante destacar que a correção de umidade dos agregados é de elevada importância, pois, caso efetuada de forma inadequada, pode resultar em variações nas propriedades do concreto conforme será discu- tido no item 3.3.1.
2.4.1.3 Mistura do concreto
A classificação das centrais quanto à mistura do concreto é dada com base no tipo de equipamento de mistura e processo de mistura utili- zado. Neste caso, as centrais podem ser classificadas como: central do- sadora e central dosadora misturadora [MARTINS,2005]. Nas centrais dosadoras misturadoras o processo é realizado total ou parcialmente em equipamento estacionário. Já nas centrais dosadoras a mistura se dá no caminhão betoneira.
A possibilidade de diferentes tipos de produção permite dividir as centrais dosadoras misturadoras em dois grupos: concreto totalmente produzido e parcialmente produzido na central [NRMCA,2009; CE- MENT ORG, 2009; LOBO & GAYNOR, 2006; KOSMATKA, 2003]. As características referentes aos tipos de centrais de concreto apresenta- das são discutidas nos itens que seguem.