Resumo

O destino pós-consumo de plástico e a sua indevida deposição no meio natural têm gerado vários problemas ambientais. Assim, no presente estudo, foi avaliada a introdução de polietileno de baixa densidade (PEBD), proveniente de resíduos sólidos urbanos, em misturas betuminosas, a fim de melhorar as características dos pavimentos rodoviários e dinamizar a gestão de resíduos. O programa experimental consistiu em caracterizar misturas betuminosas com várias taxas de substituição de betume convencional por plástico reciclado, relativamente às propriedades Marshall, à sensibilidade à água, módulo de rigidez, resistência à deformação permanente e à fadiga. Os resultados evidenciaram uma melhoria significativa das propriedades das misturas betuminosas com PEBD.

Introdução

O polietileno de baixa densidade (PEBD) é usado no fabrico de embalagens plásticas flexíveis. Trata-se de embalagens muitas vezes de uso único, descartáveis que acabam por ir parar ao lixo. A maioria destes produtos são não-biodegradáveis, sinteticamente derivados do petróleo, e demoram entre 200 a 400 anos a desaparecer do meio natural. É, assim, importante encaminhar estes resíduos para a reciclagem, de modo a dar-lhes uma segunda vida, ou para evitar que estes produtos cheguem a rios e lagos e, consequentemente, ao mar. Ao degradar-se, este resíduo vai-se partindo em pedaços cada vez mais pequenos ameaçando os ecossistemas aquáticos em todo o mundo.

A produção anual de plástico tem vindo a aumentar, tendo atingido em 2017 quase 350 milhões de toneladas, das quais 18,5 % na Europa. Da totalidade produzida na Europa, 39,7% tem como destino embalagens, sendo 17,5 % destas produzidas com PEBD e polietileno linear de baixa densidade [1]. No que respeita à reciclagem de plástico das embalagens, grande parte dos países europeus tem taxas de reciclagem acima de 35 %, o que está acima do limite mínimo de 22,5 % definido na Diretiva Europeia 94/62/CE [2]. Em 2015 a diretiva 94/62/CE sofreu uma alteração [3] de modo a reduzir o consumo de sacos de plástico leves para um máximo de 90 sacos de plástico leves por pessoa até 31 de dezembro de 2019 e 40 sacos de plástico leves por pessoa até 31 de dezembro de 2025. A proposta de alteração da diretiva 94/62/CE define um limite mínimo de 55 % para a reciclagem de plástico de embalagens em 2025 [4].

Porém, as atuais taxas de reciclagem dos sacos de plástico leves são muito baixas e, devido a uma série de dificuldades práticas e económicas, não é provável que alcancem níveis significativos num futuro próximo [4]. Em 2015, a taxa de reciclagem na Europa foi de apenas 6,6 % [5]. É assim importante encontrar alternativas para o uso destes resíduos.

O desempenho de misturas betuminosas pode ser melhorado pela adição de polímeros [6]. Os polímeros reciclados têm-se mostrado uma alternativa viável aos polímeros virgens, dado que os resultados são praticamente os mesmos com a vantagem de ser uma solução muito mais económica [6]. A adição pode ser feita a partir da modificação do betume (via húmida) [7, 8, 9, 10] ou pela adição de polímeros sólidos às misturas betuminosas (via seca) [11], sendo mais corrente a via húmida. Mishra e Gupta [12] compararam os dois métodos usando resíduos cortados de sacos plásticos (PEBD) tendo concluindo que a via seca é uma melhor opção. Trata-se de um processo mais simples, mais econômico e que produz melhores resultados.

O presente trabalho visa avaliar o desempenho de misturas betuminosas com incorporação de fragmentos de resíduos de plástico de embalagens (PEBD) pela via seca. Esta incorporação permite reduzir a quantidade de betume novo, o que contribui adicionalmente para a sustentabilidade das misturas betuminosas. Optou-se pelo uso de fragmentos de plástico em vez do uso de grãos de plástico (pellets), por ser uma solução mais simples e económica em termos de reciclagem. A obtenção de fragmentos de plástico implica essencialmente as seguintes fases: recolha, limpeza, secagem e corte, enquanto a obtenção de grãos de plástico (pellets) implica as seguintes fases adicionais: aglomeração, coloração, extrusão, transformação em grãos, muitas vezes produzidos com mistura de materiais virgens.

O trabalho que se apresenta neste artigo compreende essencialmente duas fases. Numa primeira fase foram realizados ensaios de compressão Marshall e de sensibilidade à água de modo a definir a percentagem de incorporação de resíduo mais adequada. Uma vez definida essa percentagem, iniciou-se a segunda fase do trabalho na qual se avaliou a resistência à deformação permanente no ensaio de pista, se determinou o módulo de rigidez e o ângulo de fase, e se avaliou a resistência à fadiga da mistura com a percentagem de resíduo definida. Todos os resultados foram comparados com resultados de uma mistura de referência (0% de PEBD) também produzida no âmbito deste trabalho.

Autores: Mariana Fonseca; Arminda Almeida; Silvino Capitão; Rita Bandeira e Carlos Rodrigues.