A capacidade de produção das usinas de asfalto a quente estão relacionados a diversos fatores. Para analisar efetivamente a produção em toneladas por hora, necessita-se conhecer alguns parâmetros que contribuem diretamente para a produção do equipamento.
As condições estabelecidas abaixo propicia um ótimo desempenho da capacidade nominal estabelecida nas plantas de asfalto.
- Umidade dos Materiais: Média ponderada da umidade dos agregados em 3%.
- Poder Calorífico do Combustível: O combustível a ser utilizado deverá ter no mínimo 9.600 kcal / kg.
- Pressão Atmosférica: Deverá ser de 1 atm, ou seja, ao nível do mar.
- Delta de Temperatura: A diferença entre a temperatura da massa asfáltica produzida e temperatura ambiente está prevista para um delta de temperatura de 130ºC. Previsto para temperatura ambiente em 25ºC, em temperaturas menores teremos um decréscimo de calor gerado.
- Granulometria: A granulometria dos agregados deve ser no máximo 20 %passante na peneira # 8.
Caso não queira interpretar os gráficos, baixe a planilha eletrônica para realizar: Cálculo de Produção de Usinas de Asfalto e Cálculo da Massa Produzida para Aplicação na Rodovia (arquivo está no formato executável devido à compactação da planilha).
Para calcular a produção efetiva de uma mistura asfáltica em uma usina de asfalto, deveremos interpretar os seguintes gráficos:
Análise dos Gráficos
Umidade: com auxilio do laboratório, obter a umidade ponderada dos agregados utilizados na usina. Condição ideal é de 3 %.
Umidade ponderada dos agregados (UPOND): % de água dos agregados que compõem a mistura asfáltica. A redução do % de umidade significa importante redução nos custos de combustível, melhoria significativa da capacidade produtiva além de colaborar para elevar o padrão de qualidade da massa asfáltica.
Exemplo de umidade ponderada:
- 30% areia com 4% de umidade no silo 1
- 22% de pedrisco 1 com 2% de umidade no silo 2
- 22% de pedrisco 2 com 2% de umidade no silo 3
- 20% brita 3/4’ com 1% de umidade no silo 4
- 6% de CAP bombeado do tanque de armazenamento
UPOND = (4%*30%)+(2%*22%)+(2%*22%)+(1%*20%) / (100%-6%) ≅ 2,43%
Obs: conforme o gráfico, com o aumento da umidade existe a perda na produção Não possuindo característica Linear.
Acima um exemplo considerando somente o aumento de umidade dos agregados em relação à produção da massa na usina com capacidade nominal de 100 toneladas / hora.
Altitude: altitude do equipamento em relação ao nível do mar. Condição ideal é a altitude zero, ou seja, ao nível do mar.
Obs: conforme o gráfico, com o aumento da altitude existe a perda na produção. Possuindo característica Linear.
Altitude do local de instalação da usina: a altitude em metros acima do nível do mar. O aumento da altitude a partir de 1000 m acima do nível do mar influencia negativamente a capacidade produtiva da usina, principalmente devido há redução de oxigênio disponível para queima. Esta redução normalmente é da ordem de aproximadamente 10% a cada 1000 m acima do nível do mar.
Graduação: quantidade de material retido / passante na peneira de malha # 8.
Malha # 8 (8 mesh): Significa que a abertura da peneira é de 2,38 mm, com diâmetro nominal dos fios de 1 mm.
Condição ideal é de 20 % passante na malha # 8, ou seja, 80/20 (80 % retido e 20 % passante).
Exemplo de curva granulométrica a ser divulgado pelo laboratório local.
Granulometria da mistura: tipo de faixa granulométrica da mistura (quanto maior o agregado menor a eficiência do secador, mesmo que normalmente seja parcialmente compensado por menor umidade).
Exemplo: um agregado sólido de 1’ demorará mais tempo para absorver o poder calorífico de um processo de queima do que um sólido de 1/2’ (materiais com grau de absorção similar).
Temperatura: temperatura final da massa asfáltica. Condição ideal é a temperatura em 150 º C .
Obs: conforme o gráfico, com o aumento da temperatura existe a perda na produção. Possuindo característica Linear.
Em conhecendo as usinas de asfalto, você perceberá que o equipamento não é somente um conjunto de acessórios mecânicos e eletrônicos totalmente automatizados para produção de misturas asfálticas. Possuem características peculiares para atingir o seu máximo rendimento.
Para aplicação da massa asfáltica nas rodovias é imprescindível o uso de uma vibroacabadora para produzir uma camada superficial homogênea a fim de dar estabilidade na mistura e iniciar o processo de compactação com a finalidade de receber o acabamento final, ou seja, a camada de asfalto apresenta diversas funções tais como: capacidade de suporte às cargas aplicadas pelo tráfego, superfície segura e confortável para os usuários.
De acordo com os seus projetos, você poderá dimensionar a produção efetiva da mistura asfáltica nas usinas com a seguinte simulação:
Exemplo Prático para Cálculo de Produção Efetiva em Usina de Asfalto
Qual é a produção efetiva de uma usina de asfalto com produção de 110 toneladas por hora a 150º C final na massa, possuindo a umidade media dos agregados de 5%, instalada a uma altitude de 915 metros com 70% do material retido na peneira determinado pelo ensaio tecnológico ?
Resposta:
- 110 (máquina) = Equipamento: usina de asfalto 110 t/h
- 0,70 (gráfico) = Umidade ponderada dos agregados em 5 % (valor de laboratório)
- 0,91 (gráfico) = Altura do equipamento 915 metros (lugar de instalação)
- 0,95 (gráfico) = Material a ser utilizado 70/30 = 70% retido com 30% passante (valor de laboratório)
- 1,00 (gráfico) = Temperatura da massa em 150 ºC. (valor de laboratório)
Tela da Planilha
Produção Efetiva = 110 X 0,70 X 0,91 X 0,95 X 1 = 66,56 t/h.
Importante: Quanto aos combustíveis, o poder calorífico deve ser no mínimo de 9.600 kcal / kg. O poder calorífico inferior (PCI) do combustível utilizado tem a capacidade de produzir calor em Kcal / kg.
Em conhecendo os espargidores de asfalto, você perceberá que estes equipamentos são responsáveis por imprimar a pista em construção ou na recuperação do pavimento (manutenção). São estes equipamentos que nas operações de pavimentação, realizam a aspersão da emulsão sobre a base das vias a serem asfaltadas.
Como você pode ter visto no post Conservação e Reabilitação do Pavimento, utilizam-se equipamentos tapa buracos na qual existe a necessidade de dimensionar a quantidade de mistura asfáltica que será utilizada, bem como, o tempo de produção no fornecimento de material pela usina. Desta forma, você encontrará o dimensionamento desde a aplicação em uma nova pista, como também para reparo das mesmas.
Cálculo da Massa Produzida para Aplicação na Rodovia
Quantas horas e quantas toneladas de massa necessito para trabalhar com uma usina de asfalto com produção efetiva de cem toneladas por hora para pavimentar uma pista de um quilômetro e meio com largura de rolamento Classe I da norma para projeto das Estradas de Rodagem com velocidade diretriz em região ondulada e uma solicitação de cinco centímetros de espessura da massa aplicada ?
Resposta:
- Largura de pavimentação: 7,00 m
- Espessura de pavimentação: 5,0 cm
- Comprimento de pavimentação: 1.500 metros
- Usina de asfalto de 100 t/h
Tela da Planilha
Cubagem necessária na pista: 7,00 m X 0,05 m X 1.500 m = 525 m³
– Peso especifico da massa asfáltica compactada: 2,2 t/m³
525 X 2,2 = 1.155 toneladas de massa asfáltica.
1.155 toneladas / 100 toneladas por hora (capacidade da usina) = 11,55 horas decimais de produção da usina de asfalto.
Tela do supervisório com acesso aos relatórios de produção da usina de asfalto.
Autor
Engenheiro Civil, Tecnólogo Civil, Pós Graduado em Marketing e estudante de Engenharia de Computação. Palestrante, professor e com atuação na área técnico-comercial e vivência internacional em empresas nacionais e multinacionais.
Para outras informações: ✆ +55 11 98148-3231 
latam@ldaequipamentos.com.br – Engº Paulo Rogério Veiga Silva
Fonte: Produção Efetiva e Cálculo da Aplicação da Massa Asfáltica
