Das Weiße Band – Eine deutsche Kindergeschichte

O crescente aumento da produção de petróleo no Brasil é acompanhado pelo aumento das cobranças de ordem ambiental, pois também haverá aumento na geração de resíduos petroquímicos. Isso tem motivado pesquisadores a desenvolver estudos que visam o desenvolvimento e aprimoramento de técnicas que possibilitem uma destinação correta desses rejeitos que em sua maioria podem causar danos à natureza e aos seres vivos.

Alguns dos estudos desenvolvidos buscam a incorporação de resíduos na construção de pavimentos, ou seja, nas camadas de base e sub-base e nos revestimentos asfálticos. A utilização de resíduos na construção de pavimentos se torna atrativo, pois nessa área se movimentam elevados volumes de solo, como comentado anteriormente, havendo a possibilidade de incorporação de grande quantidade desses materiais como fonte de matéria prima para a construção de rodovias.

O Laboratório de Mecânica dos Pavimentos (LMP), da Universidade Federal do Ceará (UFC), realizou estudos referentes ao emprego de solo contaminado por petróleo (SCP) oriundo de um derramamento ocorrido no campo da Fazenda Belém, localizado no município de Icapuí/CE. Esse estudo ocorreu em duas etapas: a primeira realizada no ano de 2003 e a segunda realizada nos anos de 2006 e 2007. Observe-se que nesses anos, o SCDP recebia a denominação de SCP (LMP, 2003, 2007).

A primeira etapa, realizada no ano de 2003, consistiu na caracterização do SCP, seguida da elaboração de misturas asfálticas do tipo CBUQ (Concreto Betuminoso Usinado a Quente) para análise. Os teores de ligante utilizados foram 4%; 4,5%; 5%; 5,5% e 6 % para 10% de SCP e 3%; 3,5%; 4%; 4,5% e 5 % para os teores de SCP de 20%, 30% e 40%. O CAP utilizado foi o 50/60 fornecido pela Petrobras/Lubnor. O programa experimental consistiu na determinação das propriedades mecânicas com a realização dos ensaios de módulo resiliente (MR) e resistência à tração (RT). Os resultados encontrados são apresentados nas Figuras 2.10 e 2.11.

Figura 2.10 – Valores de módulo de resiliência para as diferentes misturas.

Fonte: LMP (2003).

Figura 2.11 – Valores de resistência à tração para as diferentes misturas.

Fonte: LMP (2003).

A pesquisa realizada pelo LMP (2003) concluiu que as misturas com 20% de SCP e teores de ligante superiores a 4% apresentaram melhores resultados de módulo de resiliência e resistência à tração. Assim, constatou-se que o uso desse material em revestimentos do tipo CBUQ é tecnicamente viável.

No relatório do LMP (2003), observou-se que o SCP natural não apresentou parâmetros de resistência CBR que permitisse o seu uso em camadas granulares de pavimentos. Acredita-se que nessa época o foco do trabalho não era o emprego em camadas

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 3,0% 3,5% 4,0% 4,5% 5,0% 5,5% 6,0% Teor de ligante (%) Modu lo de re si liê nci a (M Pa ) 10% 20% 30% 40% 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 3,0% 3,5% 4,0% 4,5% 5,0% 5,5% 6,0% Teor de ligante (%) Re si st ên ci a a tra çã o (M Pa ) 10% 20% 30% 40%

de bases e/ou sub-bases de rodovias, pois a técnica de estabilização poderia ter contribuído para a viabilização técnica do material para tal finalidade.

Vale ressaltar que outros estudos (Cordeiro, 2007 e Bicalho, 2009) posteriores ao do LMP (2003), mostraram viabilidade técnica para o uso de SCP em camadas granulares dos pavimentos, encorajando pesquisas para tal finalidade.

De acordo com o relatório do LMP (2007), em 2006/2007 foi construído um trecho experimental no município de Icapuí/CE, com revestimento do tipo CBUQ e teor de ligante de 4,5%, que foi acompanhado periodicamente. O acompanhamento constatou deficiência no teor de ligante, que na execução estava na ordem de 4,0%, abaixo do estabelecido para a mistura com 20% de SCP que estava sendo usada e sugeriu algumas modificações na composição da nova mistura a ser aplicada no trecho.

Ao final da execução do trecho e vistorias, constatou-se que apesar de se tratar de resíduo utilizado como material alternativo, as relações obtidas para MR/RT foram da ordem de 3000. Esse valor é semelhante aos comumente obtidos para misturas asfálticas no estado do Ceará, comprovando a possibilidade do emprego técnico desse resíduo em revestimentos asfálticos.

Casagrande et al. (2007) avaliaram o uso do resíduo borra oleosa pura, proveniente do fundo de tanques de armazenagem de Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP) da Petrobras/Lubnor, como componente em misturas asfálticas. A pesquisa desenvolvida pelos referidos autores contou com a realização dos ensaios de módulo de resiliência e resistência à tração, sendo esses realizados para dois grupos de misturas. Um contendo borra oleosa em sua composição, substituindo parte do ligante, e o outro grupo contendo apenas CAP 50/70. Após comparativo dos resultados obtidos, os autores chegaram à conclusão que esse resíduo não poderia ser aplicado como constituinte de misturas asfálticas para rodovias de alto volume de tráfego. No entanto, o comportamento apresentado pelas misturas contendo borra foi compatível para uso em rodovias de baixo volume de tráfego, possibilitando assim uma destinação nobre para esse tipo de rejeito.

Outro autor a desenvolver estudos com resíduos oleosos foi Cordeiro (2007). O autor estudou um resíduo oleoso, oriundo das atividades de Exploração & Produção de Petróleo, com finalidade de empregar esse rejeito em pavimentos rodoviários. A técnica escolhida nessa pesquisa foi a estabilização/solidificação ou encapsulamento, tendo como agente aglutinante a cal.

O programa experimental, proposto por Cordeiro (2007), foi composto pela utilização de ensaios de caracterização, CBR (Índice de Suporte Califórnia) e RCS

(Resistência à Compressão Simples). Inicialmente, foram estudadas misturas contendo somente solo natural e resíduo, para se determinar o teor do rejeito que traria melhores resultados técnicos para aplicação em camadas granulares de rodovias. O teor encontrado foi de 25%.

O próximo passo do experimento desenvolvido por Cordeiro (2007) consistiu na elaboração de misturas contendo, solo natural (75%) e resíduo (25%) e adições de cal da ordem de 3%, 4,5%, 6%, 7,5% e 9%. Segundo esse autor, os resultados obtidos para os valores de CBR, referentes aos teores de cal de 4,5% e 9%, foram semelhantes aos recomendados pelo Departamento Nacional de Infraestrutura e Transportes (DNIT) para solos melhorados com cimento, onde para camadas de sub-base e base, recomendam-se valores iguais ou maiores que 20% e 80% e expansão de 1% e 0,5%, respectivamente. A Figura 2.12 mostra os resultados de CBR obtidos para as misturas propostas por CORDEIRO (2007).

Figura 2.12 – Valores de CBR para as diferentes misturas.

Fonte: Adaptado de Cordeiro (2007).

Há que se observar que o parâmetro CBR não é adequado para o emprego de misturas estabilizadas com cal para aplicação em camadas granulares. Já os parâmetros de RCS e Módulo de Resiliência podem ser empregados para avaliar as propriedades das misturas estabilizadas quimicamente. A grande questão envolvida, do ponto de vista de engenharia, estaria na determinação do valor mínimo de RCS a ser utilizada em campo que certamente dependerá do tráfego que vai solicitar a rodovia e das condições climáticas que predominam no Brasil, o mesmo se aplica ao MR.

A Figura 2.13, elaborada com os resultados obtidos por Cordeiro (2007), mostra que os valores de RCS para os teores de 4,5% e 9% de cal foram superiores a 0,35 MPa e

23,34 42,24 56,77 61,77 69,67 0 10 20 30 40 50 60 70 80 3,0 4,5 6,0 7,5 9,0 CB R (%) Teor de Cal (%) CBR

0,70 MPa. Esses valores são os limites mínimos recomendados pelo Departamento de Estradas de Rodagens do Texas, para uso em camadas de sub-bases e bases estabilizadas com cal, respectivamente (BAPTISTA, 1976).

Figura 2.13 – Valores de resistência à compressão simples para as diferentes misturas.

Fonte: Adaptado de Cordeiro (2007).

Cordeiro (2007) também realizou ensaios ambientais para a mistura com 9% de cal, por apresentar melhores resultados de RCS, visando verificar se seu emprego em camadas de pavimento poderia ser realizado sem nenhum dano a natureza. Os resultados classificaram a mistura, segundo a NBR10004, como um resíduo classe II-A, não tóxica e não inerte, podendo assim ser aplicada nas camadas granulares de pavimentos.

Onofre et al. (2009) também realizaram estudos com misturas asfálticas contendo um SCPD proveniente do campo da Fazenda Belém, localizada entre os municípios de Icapuí/CE e Mossoró/RN. As misturas estudadas foram do tipo Areia Asfalto Usinada a Quente (AAUQ), sendo formuladas de acordo com a metodologia de dosagem Superpave. Os teores de SCDP adotados na elaboração das misturas foram 10%, 20% e 30% e o teor ótimo de ligante sem a adição de solo contaminado foi de 8,3%. O elevado teor de ligante é explicado por se tratar de um revestimento do tipo AAUQ e esse ser constituído de material com granulometria miúda (fina), consequentemente, a superfície de contato dos grãos será maior do que as das misturas com agregados de granulometria graúda, resultando assim, em um consumo maior de ligante.

É importante ressaltar que os autores do trabalho relatado no parágrafo anterior, mantiveram o teor ótimo de 8,3%, para misturas com SCPD, considerando-se também o próprio ligante que o solo contaminado já possuía, ocasionando assim uma redução na

0,47 0,74 0,97 0,0 0,2 0,3 0,5 0,6 0,8 0,9 0% 4,5% 9% RC S (MPa) Teor de cal (%) RCS (7 dias de cura) _0,70 0,35

quantidade de CAP em comparação com o teor da mistura sem o SCPD. Para o teor de 20% de SCDP recomendado pelos autores, o teor de ligante foi reduzido para 2,1%, resultando em economia por se utilizar uma quantidade menor de CAP. As misturas estudadas foram confeccionadas com o CAP 50/70 e analisadas através dos parâmetros mecânicos de resistência. Os autores concluíram que os valores de MR, RT e vida de fadiga foram menores para maiores teores de SCPD. No entanto, isso não inviabilizou a aplicação do resíduo em misturas asfálticas para pavimentos de baixo volume de tráfego.

Saraiva et al. (2011) estudaram a viabilidade de emprego de 30% em massa de SCDP em misturas asfálticas do tipo Areia Asfáltica (AA), uma vez que devido a granulometria desse material o seu uso poderia ser uma alternativa para Rodovias de Baixos Volumes de Tráfego (RBVT’s). O SCDP empregado pelos autores foi oriundo da refinaria do estado do Ceará.

Os materiais utilizados foram caracterizados de forma convencional conforme as especificações do DNIT e por outros ensaios, sendo esses: fluorescência por Raio-X, lixiviação (NBR–10005) e solubilização (NBR–10006). Já a caracterização mecânica das misturas confeccionadas foi realizada por meio dos ensaios de módulo de resiliência, resistência à tração e vida de fadiga. Vale ressaltar que o CAP utilizado na pesquisa foi o 50/70 e que o teor do contaminante no solo contaminado foi de 10,47% determinado com o emprego do ROTAREX.

No trabalho de Saraiva et al. (2011) para se obter a caracterização química do SCDP e a proporção entre seus elementos, foi realizado o ensaio de fluorescência de Raios-X. Nesse ensaio, é feito o mapeamento químico e a varredura da amostra através de uma técnica que permite uma análise química semi-qualitativa (identificação dos elementos presentes) e semi-quantitativa (proporção de cada elemento) na amostra. Os resultados apontaram para uma maior presença, dentre outros materiais, de silício e ferro. Com relação à classificação do resíduo, conforme a NBR–10004 e após os ensaios de lixiviação e solubilização, o mesmo foi classificado como perigoso, ou seja, classe I.

Na caracterização mecânica, inicialmente foram confeccionadas três misturas por Saraiva et al. (2011). Sendo a mistura I, de referência, composta por agregados naturais (50% de areia e 50% de pó-de-pedra) e a mistura II contendo agregados naturais e SCDP (35% de areia, 35% de pó-de-pedra e 30% SCDP). Em seguida, realizaram-se os ensaios de MR e RT onde a relação MR/RT obtida para ambas foi semelhante, porém com valores de MR e RT maiores para a mistura II, mostrando que a adição do solo contaminado não causou prejuízos no comportamento mecânico quando comparada com a mistura I. No tocante à vida de fadiga,

a mistura II, com SCDP, novamente obteve comportamento satisfatório, uma vez que resistiu mais ao ensaio. Também foi feita uma análise ambiental das misturas, onde ambas foram classificadas como classe IIA, não inertes.

Os autores, relatos no parágrafo anterior, concluíram, com base nos resultados obtidos, que o uso do SCDP como agregado para revestimento se apresenta como viável. A incorporação do material às misturas asfálticas é uma opção de destinação que reduz os impactos ambientais, pois os ensaios de solubilização e lixiviação para o SCDP o classificaram como perigoso, porém a mistura asfáltica contendo SCDP foi considerada não perigosa de acordo com a norma NBR–10.004.

Barros (2011) estudou o emprego de SCDP em camadas granulares de pavimento visando à incorporação desse resíduo na construção de bases e sub-bases como uma forma de proporcionar uma destinação correta para o mesmo, sendo mais uma opção para seu descarte. Para esse fim, a autora verificou a eficácia do emprego da técnica de encapsulamento com a cal para o SCDP.

Os materiais utilizados no estudo de Barros (2011) foram o SCDP, um solo natural da região metropolitana de Fortaleza, coletado no município de Guaiúba, e a cal, que teria a função de encapsular o contaminante. Foram idealizadas quatro misturas, duas sendo formadas apenas pelo solo natural e SCDP (5% e 10%) e nas outras duas foi empregada 5% de cal e SCDP nos teores de 5% e 10%. O programa experimental adotado com o intuito de avaliar a capacidade de emprego do rejeito, contou com a realização dos ensaios mecânicos de CBR, com cura de 0, 7, 14 e 28 dias; e RCS, com cura de 0, 7, 14, 28 e 56 dias. Vale destacar que o SCDP utilizado pela autora é o mesmo que foi utilizado por Cavalcante (2010), no entanto a matriz de solo utilizada pela autora foi um solo argiloso, tendo como agente encapsulante a cal, sendo diferentes da matriz de solo e encapsulante que o referido autor utilizou.

Como resultados da pesquisa de Barros (2011), no tocante ao CBR, com a simples adição do SCDP, houve um acréscimo no valor do índice quando comparado com o obtido para o solo natural. Tal incremento já permitia, com uma simples estabilização granulométrica, o emprego das misturas com 5% e 10% de resíduo em camadas de sub-base de pavimento, evidenciando a qualidade do SCDP. Já com a adição da cal, os valores de CBR chegaram a atingir, aproximadamente, 180% para 28 dias de cura. Aqui vale ressaltar que o ensaio de CBR não deve ser tomado como parâmetro de resistência para as misturas estabilizadas quimicamente, devendo ser avaliado os resultados do ensaio de RCS. Sendo assim, a autora verificou que para os tempos de cura de 28 e 56 dias, os valores de RCS das

misturas estabilizadas com a cal ultrapassaram os valores mínimos exigidos, sendo esses considerados como 0,689 MPa para sub-bases e 1,034 MPa para bases, conforme citado em Little (1995). Observe-se que no Brasil não se tem uma especificação para misturas de solo-cal que estabeleça um valor de RCS mínimo de referência. Barros (2011) concluiu que do ponto de vista técnico a incorporação do SCDP pode ser viável em camadas granulares de pavimentos. Porém, antes da sua aplicação, é importante a realização de ensaios ambientais para que se possa avaliar a eficácia do encapsulamento.

Por fim, destaca-se que é grande a possibilidade de emprego de resíduos provenientes da indústria petroquímica na área rodoviária. Assim, pode-se dar uma destinação ambientalmente correta, desde que as normas vigentes sejam respeitadas e que a legislação ambiental permita a sua incorporação em obras de engenharia.

2.7.2 Outros resíduos estudados para serem incorporados na pavimentação no estado do