Supressores de poeira em estradas florestais

Inicialmente é necessário definir o que é estrada não selada. Existem dois tipos de estrada quanto ao pavimento: estrada pavimentada e estrada não pavimentada. Estrada não pavimentada é aquela em que o subleito é utilizado como pista de rolamento e estrada pavimentada é aquela que recebe camadas de material (ex: base) podendo ser selada (ex: asfalto) ou não selada (ex: revestimento primário).
No passado, a poeira era considerada apenas um fator incômodo. No entanto, a poeira provocada pelos veículos em estradas não seladas tem impactos socioambientais negativos, poluição visual e impactos econômicos relacionados à perda de material da estrutura do pavimento das estradas e custo de transporte mais elevados.

Uma pesquisa sobre os atributos, impactos, previsão, medição e controle de emissão de poeira realizado pelo Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), que culminou com o desenvolvimento de procedimentos de avaliação e recomendações para o uso de medidas de controle de poeira de baixo custo e na implementação de tais medidas em estradas não seladas. O resultado desta pesquisa mostrou ser possível, usar com sucesso, os supressores de poeira, embora sejam apenas paliativos (JONES, 1999).

ORIGEM DE POEIRA EM ESTRADAS NÃO SELADAS

A formação de poeira está correlacionada a quantidade de silte, o índice de plasticidade, a densidade e o teor de umidade do material da estrutura do pavimento.
A formação de poeira em estradas não seladas pode ter de várias origens. A alteração das propriedades mecânicas do material da superfície das estradas não seladas resulta na geração de poeira. À medida em que os veículos passam sobre a superfície do pavimento, a força de cisalhamento criada na interface pneu-solo gera poeira devido ao atrito entre as partículas do solo causando a sua fragmentação repetitiva gerando poeira. A Figura 1 ilustra cada um desses processos (BARBES e CONNOR, 2014).

Figura 1 – Origem da poeira em estradas não seladas. Fonte: BARNES e CONNOR (2014).

POEIRA FUGITIVA

A poeira gerada na superfície de rolamento e transportada pelo ar é denominada poeira fugitiva. Existem três mecanismos associados ao movimento do veículo que desagregam as partículas da superfície do pavimento resultando em poeira fugitiva:

i) cisalhamento mecânico;

ii) turbulência;

iii) vibração.

A velocidade e a massa total do veículo têm maior influência na formação de poeira do que a quantidade de pneus do veículo devido ao cisalhamento mecânico das partículas do solo.
A turbulência e a vibração têm grande influência na quantidade de poeira produzida por um veículo em movimento, devido ao deslocamento de ar do veículo em movimento, que libera as partículas da superfície do solo (GILLIES et al., 2005; WILLIAMS et al., 2008), formando redemoinhos turbulentos que causam a pulverização delas no ar (Figura 2).

Figura 2 – Mecanismos de pulverização de poeira da superfície do pavimento. Fonte: KLOSE e SHAO (2013).

MODELO DE PREDIÇÃO DE POEIRA

Agência de Proteção Ambiental dos EUA (1995) desenvolveu um modelo matemático para predição da quantidade de poeira produzida nas estradas não seladas:

E = Emissão de poeira (kg/veículo-km),
s = Quantidade de silte do material do revestimento primário (%),
S = Velocidade média dos veículos (km/ h),
W = PBTC dos veículos (t),
w = Número de pneus dos veículos;
p = Média anual de dias com precipitação acima de 0,25 mm.

Com base no modelo matemático da UPA (1995) simulou-se alguns cenários de emissão de poeira em estradas não seladas, onde não se utilizou supressor de poeira (Tabela 1 e Figura 3). Pode-se observar que o silte presente no material do revestimento primário contribui fortemente com a quantidade de emissão de poeira.

Tabela 1 – Simulação de cenários de emissão de poeira em estrada não selada

Figura 3 – Emissão de poeira função no viagens e % de silte

DESEMPENHO DO PAVIMENTO E FORMAÇÃO DE POEIRA

Uma boa gestão do controle de poeira em estradas não seladas começa com uma estrada de bom desempenho estrutural. A eficácia dos produtos (“paliativos”) supressores de poeira tem forte correlação com o desempenho do pavimento em três princípios básicos: i) materiais da estrutura do pavimento de bom comportamento geotécnico, ii) geometria da estrada adequada e iii) sistema de drenagem eficiente (BARNES e CONNOR, 2014).

Predição de emissão de poeira

Uma das maiores preocupações relacionadas a emissão de poeira está relacionada à segurança do tráfego relacionados à visibilidade. JONES (1999) desenvolveu um modelo matemático de previsão e critérios de avaliação de emissão de poeira para estrada não selada:

DM = 7,42163 + 4,18216*P
Onde,
DM = Índice de poeira,
P = % material fino no revestimento primário (silte e argila).

Critérios de aceitabilidade de emissão de poeira

Critérios de aceitabilidade foram determinados estatisticamente a partir de dados coletados em estradas não seladas (Tabela 2).

Tabela 2 – Resumo dos critérios de aceitabilidade de emissão de poeira

Fonte: Adaptado de JONES (1999)

Pelo modelo de predição de poeira de JONES (1999) somente em pavimentos com 0% de finos não haveria a necessidade do uso de supressores de poeira. Entre 1 e 3% de finos já se recomenda a aplicação de supressores em alguns pontos sensíveis do revestimento primário, entre 4 e 7% de finos em todos os pontos sensíveis, entre 8 e 12% aplicar em toda a superfície do revestimento primário e acima de 13% de fino é recomendado a substituição do material de revestimento primário. Via de regra, os materiais mais usados como revestimento primário das estradas não seladas no Brasil possuem entre 10 e 20% de finos (argila e silte).

Supressores de poeira em pavimentos de estradas não seladas

Nos últimos anos surgiram no mercado diversos produtos supressores de poeira, com especificação de suas propriedades e seu desempenho, mas poucos testes científicos foram realizados. Na tabela 3 estão compilados alguns supressores de poeira empregados nas estradas não seladas (BOLANDER e YAMADA, 1999).

Fonte: Adaptado de BOLANDER e YAMADA (1999)

Para o tráfego leve, os supressores de poeira derivados do petróleo e dos óleos vegetais, tem eficiência regular. Quando se considera o índice de plasticidade do solo (IP) apenas alguns supressores derivados do petróleo e polímeros são eficazes. Por outro lado, é importante salientar que solo com IP acima de 6% não são recomendados pelas normas técnicas para pavimentação.
Considerando-se a % de finos do material de revestimento primário, os cloretos são mais eficientes na faixa de 10 a 20%. Quando se considera o clima os melhores resultados, na estação seca, são obtidos com os derivados de lignina e alguns polímeros. O cloreto de cálcio, por exemplo, é eficiente nas condições de tráfego leve a médio, índice de plasticidade acima de 8%, de finos entre 10 e 20% e condição intermediária de clima.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Em virtude da importância do tema é recomendável a condução de testes científicos para uma avaliação técnica e ambiental dos supressores de poeira comercializados no Brasil.

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Contribuíram com essa matéria:

Prof. Carlos Cardoso Machado

Doutor em Ciência Florestal

Líder Técnico do GT Colheita e Transporte Florestal

Carla Ribeiro Machado e Portugal
Oregon State University