Asfalto-Borracha (tcc) 2

Asfalto-Borracha (tcc) 2

(Parte 1 de 3)

Allysson Lago Vianna

Andreia Campos Bayer

Gilvano Santos Pereira Junior

Janaria Candeias de Oliveira

Janderson Barbeito da Silva

Reutilização de pneus inservíveis na produção de massa asfáltica – Asfalto-borracha

Escola Técnica Cristo Rei - CETEC

Linhares, 2010

Allysson Lago Vianna

Andreia Campos Bayer

Gilvano Santos Pereira Junior

Janaria Candeias de Oliveira

Janderson Barbeito da Silva

Reutilização de pneus inservíveis na produção de massa asfáltica – Asfalto-borracha

Trabalho apresentado à disciplina de Projeto Integrador, do Curso de Técnico em Química, orientado pela professora Sheena Silvino Guimarães Smassaro na Escola Técnica Cristo Rei – CETEC.

Escola Técnica Cristo Rei - CETEC

Linhares, 2010

SUMÁRIO:

1. Introdução.............................................................................................................................. 4

2. Borracha natural, borracha sintética e o pneu........................................................................ 5

3. Fabricação de pneus............................................................................................................... 7

3.1. O composto (borracha)....................................................................................................... 7

3.2. Formando os componentes (partes do pneu)...................................................................... 7

3.3. Construção.......................................................................................................................... 8

3.4. Vulcanização....................................................................................................................... 8

3.5. Inspeção final...................................................................................................................... 8

3.6. Distribuição......................................................................................................................... 8

4. Reaproveitamento de pneus inservíveis para pavimentação asfáltica................................... 9

4.1. Asfalto-Borracha............................................................................................................... 10

4.1.1 Surgimento...................................................................................................................... 10

4.1.2. Processos de obtenção.................................................................................................... 13

4.1.2.1. Processo Úmido.......................................................................................................... 13

4.1.2.2. Materiais...................................................................................................................... 13

4.1.2.3. Borracha de pneus....................................................................................................... 13

4.1.2.4. Ligante asfáltico.......................................................................................................... 14

4.1.2.5. Equipamentos.............................................................................................................. 15

4.1.3. Processo Seco................................................................................................................. 15

4.2. Vantagens do Asfalto-borracha em obras de pavimentação............................................. 17

4.3. Viabilidade econômica da usina de asfalto-borracha...................................................... 19

4.4. Viabilidade econômica do pavimento de asfalto-borracha............................................. 20

5. Conclusão........................................................................................................................... 22

6. Referências......................................................................................................................... 23

1. Introdução:

A borracha natural é proveniente do látex retirado de uma árvore nativa da América, a seringueira, Hevea brasiliensis. Descoberta e utilizada há muito tempo por nativos em diversas áreas, como nativos ocidentais que praticavam jogos com bolas de borracha, além de artigos de borracha encontrados em ruínas do povo Maia. A partir deste tempo o homem vem aprimorando a utilização da borracha de forma a atender suas diversas necessidades e elaborar produtos com qualidade cada vez mais superior aos seus antecessores.

Depois de obtido o látex, este é beneficiado e transformado em matéria prima para diversos produtos, entre eles pneus automotivos. Mas também temos a borracha sintética, que surgiu em virtude da Segunda Guerra Mundial pela ameaça de falta de borracha graças à grande demanda. Estes dois tipos de borrachas estão envolvidos em diversos métodos de produção, a nós nos interessa a produção de pneus que servirão de matéria prima para produção do asfalto-borracha.

Por ano, mais de 30 milhões de pneus são descartados no Brasil. Por si só, este já é um dado alarmante, mas o que deixa o problema muito mais sério é o fato de os pneus demorarem cerca de 400 anos para se decompor. Por isso, é muito importante que a sociedade discuta soluções para o descarte desses pneus que não têm mais utilidade em sua função original. O que os pesquisadores estão descobrindo é que os pneus usados podem voltar para as rodovias para serem usados no pavimento.

A experiência das concessionárias com o asfalto ecológico no Brasil começou em 2001, no Rio Grande do Sul. A utilização de pneus na fabricação de asfalto colabora com a preservação do meio ambiente, mas também proporciona avanços em relação às rodovias. Estudos comprovam que a utilização de pneus produz um asfalto de melhor qualidade e com vida útil maior. Melhoram também as condições de segurança, uma vez que a composição do produto absorve as propriedades elásticas e estabilizadoras da borracha de pneu. Por ter uma textura mais áspera, aumenta o coeficiente de atrito e aderência pneu/pavimento e reduz a aquaplanagem. Outra vantagem é que, por ser mais áspero, diminui o efeito "spray", ou seja, aquela névoa que se forma quando um veículo passa sobre o asfalto molhado.

2. Borracha natural, borracha sintética e o pneu:

A borracha natural é considerada, ao lado do aço e do petróleo, um dos alicerces que sustentam o progresso da humanidade, sendo uma importante matéria-prima, essencial para a manufatura de mais de 40.000 produtos para as mais diversas aplicações, como na indústria do transporte, de produtos hospitalares e bélicos. Ela é obtida a partir da coagulação do látex (secreção esbranquiçada) de determinados espécies de vegetais, especialmente os da família das Euphorbiaceae; no entanto, quase toda a produção mundial provém da Hevea brasiliensis (Seringueira). 

A descoberta desse produto para o processamento industrial remete a alguns séculos, quando os colonizadores europeus relataram a utilização desse produto por indígenas da região da Amazônia, do México e do Haiti, para a constituição de objetos pessoais e apetrechos.

Os primeiros estudos científicos da borracha foram desenvolvidos pelo francês Charles de la Condamine, em 1735. Porém, não obteve grandes repercussões, pois tudo o que se fabricava com aquela substância até então, tornava-se pegajoso no calor e inflexível ou esfarelava-se em baixas temperaturas.

 No século XIX novas formas de beneficiamento da borracha permitiram diversas aplicações tecnológicas, mas foi com a descoberta do processo de vulcanização, em 1839, pelo norte americano Charles Goodyear, que acidentalmente deixou cair um pouco de enxofre na mistura de borracha em seu laboratório, é que suas propriedades mais valiosas (resistência e elasticidade) puderam ser exploradas, fazendo com que sua utilização se multiplicasse vertiginosamente.

Dentre as participações importantes na utilização da borracha no desenvolvimento mundial, podemos citar o fabricante de carruagens inglês Thomas Hancock, que inventou uma tira elástica para ser utilizado nas rodas de suas carruagens, Robert William Thomson, que criou, em 1846, a câmara de ar sobre a qual os carros se deslocariam no futuro, e o escocês John Dunlop, que criou, em 1887, o primeiro pneu de borracha que vira padrão a partir de 1895, quando a Michelin começa sua produção para carros. Em 1908, a BFGoodrich adiciona fuligem (negro-de-carbono) à borracha dos pneus, aumentando sua vida útil e dando-lhe a cor negra típica.

Após a descoberta do processo que possibilitava a otimização do produto, os químicos passaram a tentar descobrir um meio de constituí-lo sinteticamente. Foi assim que em 1909, o químico alemão Fritz Hofmann conseguiu produzir a substância elástica metil-isopreno, e abriu caminho para o desenvolvimento da borracha sintética. A Continental, uma empresa importante de borracha, passou então a produzir os primeiros pneus de carro com este novo material, já em 1910.

Com o desenvolvimento continuo e cada vez mais acelerado da indústria mundial, surgiram as borrachas sintetizadas em laboratório, que se tornaram matérias-primas importantes para a substituição do látex natural na fabricação de alguns produtos.

Na indústria dos pneumáticos essa substituição ocorreu rapidamente, já no início do século XX, por conta da maior demanda por matéria-prima (gerada pela implantação da linha de montagem), pela pressão decorrente da tomada das plantações asiáticas pelos japoneses na época, necessitando-se de independer das plantações mundiais de borracha natural, para obter suprimentos mais baratos e seguros, o que levou ao desenvolvimento e a utilização de uma borracha que, embora de estrutura diferente da natural, satisfazia extraordinariamente a alta demanda requerida na época.

O produto desenvolvido era facilmente vulcanizável e acabou se transformando no carro-chefe da indústria da borracha mundial, apesar de suas propriedades não corresponderem a todas as qualidades da natural. Mas o custo e as características principais foram determinantes para que se tornasse concorrente imbatível. Apesar da borracha sintética já ser conhecida desde 1875, sua produção até este momento era cara e inexpressiva.

Uma variedade muito ampla de borrachas sintéticas foi desenvolvida desde a descoberta do produto. Como foram grandes os investimentos requeridos para o desenvolvimento das diversas variedades, a tecnologia para a produção foi bastante concentrada em tradicionais empresas de porte global, como DuPont, Bayer, Shell, Basf, Goodyear, Firestone, Michelin, EniChem, Dow, Exxon e Texas Co.

O emprego da borracha é muito amplo, pois as características e propriedades que os elastômeros reúnem fazem com que alcancem praticamente todos os setores da economia: automobilístico, calçadista, construção civil, plásticos, materiais hospitalares e outros também de grande importância no dia-dia da sociedade. Por serem as mais empregadas na produção de pneus, as SBR`s (borracha butadieno estireno) e as BR`s (borracha butadieno) são as de maior consumo entre as sintéticas.

Em 2007, cerca de 13.6 milhões de toneladas métricas de borracha sintética foram utilizadas em todo o mundo, comparado a cerca de “somente” 9.7 milhões de toneladas métricas de borracha natural. A expectativa dos especialistas é que a participação da borracha sintética continue a crescer com mais rapidez do que a borracha natural, como resultado de suas propriedades. A borracha sintética é utilizada atualmente como base para uma ampla gama de produtos em borracha de alta performance e ela continuará a ser utilizada para que novas oportunidades e aplicações surjam no futuro.

Atualmente, a maioria dos pneus não é feita com borracha natural, que vem da seringueira. Ele é quase que inteiramente produzido a partir do petróleo. O pneu de um carro de passeio leva em sua produção cerca de 25 litros de petróleo.

3. Fabricação de pneus:

3.1. O composto (borracha):

A primeira fase da fabricação do pneu é a preparação do composto. Ele é formado por vários tipos de borracha natural e sintética, negro de fumo, aceleradores, pigmentos químicos, que são colocados em um misturador (banbury), onde se faz a homogeneização dos elementos (mistura). Para cada parte do pneu há um composto específico, ou seja, com propriedades físicas e químicas diferentes.

3.2. Formando os componentes (partes do pneu):

Depois do composto pronto, partimos para a produção dos componentes. É importante ressaltar que nessa etapa não se segue uma ordem de produção, com um componente feito após outro. Eles podem ser produzidos simultaneamente em vários departamentos da fábrica, pois todos vão ser reunidos para compor o produto final. Esses componentes são: banda de rodagem, parede lateral, talão, lonas de corpo, lonas estabilizadoras e estanque.

A banda de rodagem (parte do pneu que entra em contato com o solo) e a parede lateral são feitas pelo processo de extrusão. Uma máquina chamada extrusora, espécie de rosca, vai girando, aquecendo e empurrando o composto para uma forma, na qual os componentes tomam seus formatos finais.

As lonas de corpo e a lâmina de estanque são formadas na calandra. Nela existem três ou mais rolos cilíndricos que produzem as lâminas de borracha. Essas lâminas se juntam a tecidos de poliéster, nylon (também utilizado como reforço), formando as lonas de corpo. Na formação das lonas estabilizadoras (feita pelo processo de extrusão), vários fios de aço recebem a camada de borracha e formam uma fita com largura determinada. Estas fitas são cortadas em ângulos, concluindo a produção do componente. É importante diferenciar uma lona da outra: as lonas de corpo são aquelas formadas por poliéster e nylon, as lonas estabilizadoras são formadas por fios de aço e o estanque é formado apenas por borracha (composto).

O talão (parte do pneu que faz ligação com a roda) passa por uma pequena extrusora, que aplica uma camada de borracha sobre fios de aço. Esses fios são enrolados em cilindros que formam o componente.

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