Os pesquisadores da Empa estão investigando como as estradas podem ser reforçadas com meios simples e facilmente recicladas após o uso. Ao fazer isso, eles demonstraram como padrões de cordas cuidadosamente dispostos com braços robóticos podem ser usados para amarrar asfalto para um processo de construção de estradas mais sustentável.
O novo processo eliminaria a necessidade de betume poluente e tornaria mais fácil a reciclagem de materiais rodoviários. Um novo tipo de reforço mecânico destina-se a alterar a estrutura típica da superfície da estrada e ajudar a economizar recursos valiosos no futuro ou mesmo a reciclar a superfície da estrada como um todo.
“ Queremos descobrir como um piso reciclável pode ser fabricado no futuro. Para isso, estamos usando métodos de construção digitalizados pela primeira vez na construção de estradas ”, explica Martin Arraigada, do Conpa Concrete & Asphalt Lab.
Em um experimento, pilares empilhados apenas com barbante e cascalho mostraram que uma excelente estabilidade poderia ser alcançada simplesmente travando o cascalho junto com um fio – sem cimento como agente de ligação. Os pilares de cascalho atingiam 80 cm de altura e 33 cm de diâmetro e podiam suportar uma pressão de 200 kN, o que corresponde a uma carga de 20 toneladas.
Isso levou a equipe a considerar se uma técnica semelhante poderia ser aplicada à construção de estradas, onde o asfalto – também feito de rochas de diferentes tamanhos e um agente ligante, o betume – é usado.
Uma superfície de estrada reforçada com fios pode oferecer uma série de vantagens sobre o uso de betume, que é derivado do petróleo bruto e que cria poluentes atmosféricos durante a fabricação e o uso.
Para seus experimentos, os pesquisadores usaram um braço robótico para empilhar cinco camadas de cascalho e linha em uma caixa de teste em um padrão pré-programado. O fundo da caixa foi coberto com um tapete de borracha que prende todo o pacote ao fundo. O barbante é exatamente o mesmo que todo cidadão suíço usa para empacotar os resíduos de papel. Isso mostra que os pesquisadores da Empa estão abrindo caminhos completamente novos (e econômicos) aqui.
O pacote de linha de cascalho é então carregado com uma placa giratória e pressão. Os testes de carga mostraram que o material da estrada subterrânea feito de cascalho e fios pode suportar uma pressão de 5 kN – meia tonelada – sem que as pedras se movam muito. Os pesquisadores modelam tudo em 3D no computador usando o Método dos Elementos Discretos (DEM), com a ajuda do qual eles podem rastrear o movimento de pedras individuais e as forças de tração que atuam no fio.
As pesquisas de Martin Arraigada e Saeed Abbasion ainda não resultaram em um produto final pronto para ser utilizado na construção de estradas. No entanto, sua pesquisa oferece um grande potencial inovador para se aproximar de uma superfície de estrada reciclável e possivelmente rolável usando meios simples.