Betume
Betume, também chamado de bitume ou pez mineral, é uma mistura escura e muito viscosa de hidrocarbonetos e outros compostos do petróleo. Pode ocorrer naturalmente ou ser obtido como a fração pesada que permanece durante o refino. Sua consistência muda com a composição, a temperatura e o tempo de observação, de modo que uma amostra pode escorrer como um líquido espesso ou parecer sólida durante períodos curtos, mesmo que flua muito lentamente em escalas de tempo maiores.
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Etimologia
A palavra portuguesa betume vem do latim bitūmen. Heródoto relata que, na construção da muralha da Babilônia, betume quente foi usado como argamassa entre tijolos cozidos, com esteiras de junco inseridas periodicamente na alvenaria. O material era levado da cidade de Is, situada junto a um pequeno afluente do Eufrates, de cujas águas subiam torrões de betume.
Terminologia moderna
Betume também possui outros sentidos em português, mas, no âmbito do petróleo e da pavimentação, designa um material hidrocarbonetado escuro e viscoso. Em português, asfalto tem mais de um sentido. A palavra pode designar um material betuminoso natural, uma mistura desse material com agregados usada na pavimentação, betume preparado a partir de resíduos da destilação do petróleo ou a própria superfície revestida com a mistura. Asfalto remonta ao grego antigo ἄσφαλτος (ásphaltos), "asfalto, betume", por intermédio do latim. Uma etimologia tradicional interpreta ἄσφαλτος como uma formação negativa ligada ao verbo σφάλλεσθαι, análise já encontrada em Fílon. Robert Beekes considerou fraca a justificativa semântica dessa derivação e preferiu tratar ἄσφαλτος como palavra de substrato pré-grego.
Distinções de uso
A terminologia varia entre países e setores. Neste artigo, os termos abaixo distinguem o ligante de materiais e produtos que o contêm.
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Características gerais
O betume não é uma substância química pura, mas uma mistura de muitos hidrocarbonetos e outros compostos. Em temperatura ambiente, pode ser muito viscoso ou parecer sólido. Sua consistência muda gradualmente com a temperatura, sem um único ponto de fusão bem definido. É praticamente insolúvel em água e adere a muitos materiais minerais, características aproveitadas na pavimentação e na impermeabilização. A combinação de viscosidade, adesividade e resposta à temperatura explica por que o material pode ser rígido em uma situação e fluir em outra. Para ser bombeado, misturado ou aplicado, costuma ser aquecido, emulsificado ou, em certas formulações, diluído com solventes.
Composição
Como o betume reúne muitas moléculas sem uma fórmula única, sua composição costuma ser estudada por separação em quatro frações chamadas, em conjunto, de SARA: saturados, aromáticos, resinas e asfaltenos.[nota 1] Em termos de composição elementar, o betume contém em sua maior parte carbono e hidrogênio, além de enxofre e pequenas quantidades de nitrogênio, oxigênio e metais. As proporções mudam conforme a origem do petróleo e o processamento. Betumes naturais podem conter compostos organossulfurados, além de níquel e vanádio, em concentrações que variam entre depósitos e produtos. O material é praticamente insolúvel em água e pode ser separado por solventes empregados em métodos analíticos. Asfaltenos e maltenos formam associações cuja organização depende da composição e das condições do material. Modelos coloidais tratam os asfaltenos como agregados dispersos nos maltenos, mas esse modelo não se aplica da mesma forma a todos os betumes. Há resultados compatíveis com agregação coloidal e com graus distintos de dissolução ou associação dos asfaltenos na fase de maltenos.[nota 4]
Comportamento reológico
O comportamento do betume depende fortemente da temperatura e da duração da carga aplicada.[nota 5] Em temperaturas mais altas ou sob carregamentos lentos, o material se comporta de maneira mais fluida. Em temperaturas baixas ou sob carregamentos rápidos, torna-se mais rígido. Essa resposta viscoelástica é uma das propriedades consideradas na seleção de ligantes para pavimentos, pois um material excessivamente macio em condições quentes favorece deformações permanentes[nota 6], enquanto um material excessivamente rígido em condições frias fica mais suscetível à fissuração. O betume não apresenta um único ponto de fusão bem definido. À medida que a temperatura aumenta, sua consistência muda gradualmente. Também é praticamente insolúvel em água e apresenta afinidade por muitos materiais minerais, propriedades aproveitadas na pavimentação e na impermeabilização. A exposição ao oxigênio, ao calor e às condições ambientais altera o ligante com o tempo. A oxidação e a perda de componentes mais voláteis[nota 7] tendem a aumentar sua rigidez e reduzir sua capacidade de deformação.
Adesão e interação com a água
Embora seja praticamente insolúvel em água, o desempenho do betume em contato com agregados depende da adesão entre o ligante e a superfície mineral. A presença de água nessa interface[nota 8] pode favorecer o deslocamento do ligante e a perda de aderência. Por isso, a compatibilidade entre agregado e ligante é avaliada em ensaios próprios, e podem ser empregados melhoradores de adesividade quando a ligação é insuficiente. Em emulsões asfálticas, a carga do emulsificante e a natureza do agregado também afetam essa interação.
Envelhecimento e durabilidade
A exposição ao oxigênio, ao calor e às condições ambientais altera o ligante com o tempo. A oxidação e a perda de componentes mais voláteis tendem a aumentar sua rigidez e reduzir sua capacidade de deformação. O envelhecimento pode ocorrer durante a mistura e a aplicação, quando o ligante é aquecido e exposto ao ar, e prosseguir mais lentamente durante o serviço.[nota 9] A mudança de composição e de resposta mecânica ajuda a explicar por que materiais recuperados de pavimentos costumam precisar de ligante novo ou agentes rejuvenescedores antes de serem incorporados a uma nova mistura. O betume consegue fechar parte de algumas microfissuras quando as superfícies danificadas permanecem em contato por tempo suficiente. A temperatura, a viscosidade e o envelhecimento do material alteram esse processo. Microcápsulas[nota 10] com agentes rejuvenescedores podem ampliar essa capacidade. Quando uma fissura rompe a cápsula, o líquido pode preencher a abertura por capilaridade[nota 11] e difundir-se no ligante envelhecido. Ensaios laboratoriais mostraram recuperação parcial das propriedades e fechamento de microfissuras, sem que isso equivalha à restauração completa de um pavimento danificado.
Relação entre propriedades e uso
As propriedades medidas no ligante têm consequências práticas distintas. A relação não é absoluta, porque o desempenho de um produto também depende dos agregados, da formulação, da construção e das condições ambientais.
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O betume natural pode resultar da degradação de petróleo convencional, sobretudo pela ação de microrganismos. O material ocorre em rochas-reservatório clásticas e carbonáticas, e muitos depósitos ficam na superfície ou perto dela. Entre as acumulações naturais está o Pitch Lake, no sudoeste da ilha de Trindade, que ocupa cerca de 41 hectares e é o maior depósito natural superficial de asfalto conhecido. Em Selenicë, na Albânia, há depósitos naturais de asfalto explorados desde tempos antigos. Análises geoquímicas de nove fragmentos de cerâmica betuminosa provenientes dos sítios neolíticos de Maliq e Kamnik, datados de 5000 a 4500 a.C., determinaram que o betume aplicado às peças provinha de Selenicë. No Canadá, Alberta reúne três áreas oficialmente delimitadas de areias betuminosas: Athabasca, Peace River e Cold Lake. Athabasca é a maior em área e produção, com cerca de 93.000 km², e o betume encontra-se principalmente nos arenitos do membro Wabiskaw e da Formação McMurray. Cerca de 4.750 km² da área de Athabasca podem ser explorados por mineração a céu aberto. No restante, são empregados métodos térmicos in situ, nos quais o betume é aquecido no reservatório para reduzir sua viscosidade e permitir seu escoamento até os poços.
Ocorrências em países lusófonos
No Brasil, os arenitos asfálticos da borda leste da Bacia do Paraná, no estado de São Paulo, ocorrem principalmente na Formação Piramboia. Um modelo para sua formação relaciona a geração do petróleo ao aquecimento dos folhelhos negros da Formação Irati por soleiras da Formação Serra Geral. O petróleo migrou ao longo de falhas e das margens de diques e se acumulou nos arenitos da Formação Piramboia, onde camadas argilosas e diques básicos formaram barreiras à sua migração. Uma análise posterior de biomarcadores resistentes à degradação encontrou parâmetros geoquímicos que permitem correlacionar os óleos altamente degradados da Formação Piramboia com amostras da fácies A da Formação Irati.
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Refino do petróleo
O betume de petróleo é obtido principalmente pela destilação a vácuo de petróleos brutos selecionados ou de misturas de petróleos. Na rota mais comum, a destilação atmosférica separa primeiro as frações mais leves destinadas a combustíveis e à indústria petroquímica. O resíduo atmosférico segue então para uma coluna de destilação a vácuo. A pressão reduzida permite retirar outras frações, entre elas os gasóleos de vácuo, em temperaturas menores do que seriam necessárias à pressão atmosférica, reduzindo a ocorrência de craqueamento térmico. O resíduo não destilável pode atender diretamente a uma especificação de betume, passar por outros processos ou ser misturado a outros componentes para obter as propriedades desejadas.
Produção mundial
Nas estatísticas energéticas das Nações Unidas, o betume de refinaria é definido como o hidrocarboneto sólido ou viscoso obtido como resíduo da destilação a vácuo de resíduos da destilação atmosférica. O asfalto natural não entra nessa categoria. Sob essa definição, as refinarias produziram 112,904 milhões de toneladas de betume no mundo em 2023. A Ásia respondeu por 57,952 milhões de toneladas, a América do Norte por 25,979 milhões, a Europa por 22,949 milhões, a América Latina e o Caribe por 4,923 milhões e a África por 1,101 milhão. Entre os valores nacionais publicados, a China registrou 27,812 milhões de toneladas e os Estados Unidos, 19,704 milhões.
Países lusófonos
No Brasil, a mesma série das Nações Unidas registrou produção de 2,755 milhões de toneladas de betume de refinaria em 2023, diante de 4,923 milhões de toneladas para toda a América Latina e o Caribe. Nas estatísticas brasileiras do refino, a Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis reúne o produto sob a denominação "asfalto" e publica mensalmente os volumes produzidos por refinaria, em metros cúbicos. Na Petrobras, o CAP 30/45 é produzido nas refinarias REGAP, REDUC e REPLAN, enquanto o CAP 50/70 é produzido na REGAP, REDUC, REPAR, REFAP e LUBNOR. Em Portugal, a atividade de refinação foi concentrada em Sines depois do encerramento da refinaria de Matosinhos, em 2021. A refinaria de Sines é a única em operação no país. O petróleo passa primeiro por destilação atmosférica, e os resíduos resultantes podem seguir para unidades de destilação a vácuo. A série das Nações Unidas registra 190 mil toneladas de betume de refinaria para Portugal em 2020 e 66 mil toneladas em 2021, mas não apresenta valor para o país em 2022 ou 2023.
Extração de areias betuminosas
A produção a partir das areias betuminosas segue uma rota diferente da produção em refinarias. Em Alberta, no Canadá, o betume impregna depósitos de areia e arenito e, por sua elevada viscosidade, é recuperado por mineração superficial ou por métodos térmicos in situ. Nestes últimos, o betume é aquecido no reservatório para diminuir sua viscosidade e permitir que escoe até os poços. Em 2024, Alberta produziu em média 565,4 mil m³ de betume bruto por dia, dos quais 273,4 mil m³ por dia vieram da mineração e 292,0 mil m³ por dia de operações in situ. Parte desse betume passa por melhoramento, que o transforma em correntes mais leves para a produção de petróleo sintético. A produção albertana de betume melhorado foi de 196,6 mil m³ por dia em 2024. O betume que não passa por essa etapa pode ser aquecido ou diluído com hidrocarbonetos mais leves para reduzir sua viscosidade durante o transporte.
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O betume usado em obras e produtos industriais chega em classes e formulações ajustadas ao serviço previsto. Algumas saem diretamente do refino e da mistura de correntes de refinaria. Outras recebem ar, polímeros, borracha, água com emulsificante ou diluentes, o que muda sua consistência, elasticidade, adesão e forma de aplicação. Ligantes de origem biológica podem empregar bio-óleos obtidos de biomassa por processos como pirólise rápida ou liquefação hidrotérmica, usados como substitutos parciais ou componentes modificadores do betume de petróleo. Óleos vegetais, resíduos orgânicos e melaço de cana também são usados em formulações experimentais. O resultado muda com a matéria-prima e a formulação. Certos bio-óleos melhoram propriedades em baixas temperaturas, enquanto algumas misturas perdem resistência em temperaturas altas ou envelhecem de modo menos favorável.
Cimentos asfálticos de petróleo
No Brasil, o produto destinado à pavimentação é chamado de cimento asfáltico de petróleo (CAP). A especificação DNIT 095/2006 classifica os CAP por faixas de penetração em CAP 30/45, CAP 50/70, CAP 85/100 e CAP 150/200. Os números correspondem à faixa de penetração medida em condições padronizadas e não à porcentagem de betume na mistura. As propriedades dos ligantes de pavimentação mudam conforme o petróleo de origem, o processo de refino, a mistura de correntes de refinaria e a presença de modificadores. As especificações usam propriedades medidas em laboratório para selecionar produtos compatíveis com as condições previstas de fabricação e de serviço.
Betumes oxidados e retificados com ar
O betume pode ser processado pela passagem de ar em temperatura elevada, o que altera sua consistência e outras propriedades físicas. Produtos obtidos por oxidação são empregados em algumas aplicações industriais e de coberturas. Processos de retificação com ar também produzem ligantes destinados à pavimentação e a coberturas.
Betumes modificados
As propriedades do ligante podem ser alteradas pela incorporação de polímeros ou de borracha moída de pneus. Entre os polímeros empregados estão copolímeros[nota 12] de estireno-butadieno-estireno e materiais das famílias do polietileno, etileno-acetato de vinila e EPDM. A modificação pode ampliar a faixa de temperaturas em que o ligante conserva propriedades adequadas, aumentar a recuperação elástica[nota 13] e melhorar a resistência a deformações permanentes. O desempenho final depende do tipo e da quantidade do modificador, da composição do betume e das condições de mistura. A borracha de pneus reciclados pode ser incorporada na forma de granulado ou pó. Durante a mistura a quente, as partículas absorvem frações mais leves do betume e incham, modificando a viscosidade e a resposta elástica do ligante. O processo requer controle de temperatura e tempo de reação para que o material adquira propriedades uniformes.
Emulsões asfálticas
As emulsões asfálticas são misturas coloidais[nota 14] de betume e água. Como os dois líquidos são imiscíveis[nota 15], não basta misturá-los para obter uma emulsão estável: é necessário acrescentar emulsificantes e, em certos casos, estabilizantes. Os emulsificantes são moléculas anfifílicas, com uma parte polar cuja carga pode variar. Eles reduzem a tensão interfacial[nota 16] e dificultam a união das gotículas de betume. Sua carga define dois tipos básicos de emulsão: aniônica, com carga negativa, e catiônica, com carga positiva. A quantidade de emulsificante ajuda a determinar o tamanho das gotículas. Concentrações mais altas tendem a produzir gotículas menores, alterando a estabilidade, a viscosidade, a ruptura e a adesividade da emulsão. As partículas de betume normalmente medem de 0,1 a 50 μm, com predominância da faixa de 1 a 10 μm. A distribuição de tamanhos pode ser medida por difração a laser. Os emulsificantes catiônicos incluem sobretudo aminas de cadeia longa, como imidazolinas, amidoaminas e diaminas, que adquirem carga positiva com a adição de um ácido. Entre os aniônicos estão derivados de lignina e ácidos graxos de óleo de tall e de resinas vegetais. A reação com bases, como o hidróxido de sódio, produz grupos com carga negativa.
Asfaltos diluídos
O asfalto diluído é uma mistura de cimento asfáltico com um diluente volátil, acrescentado para reduzir temporariamente a viscosidade. À medida que o diluente evapora, permanece o ligante betuminoso. A classificação pode levar em conta a velocidade de cura[nota 21], relacionada à volatilidade do diluente. No Brasil, normas rodoviárias distinguem asfaltos diluídos de cura rápida e de cura média. O DNIT mantém em sua coletânea a DNER-EM 362/97, para produtos de cura rápida, e a DNER-EM 363/97, para os de cura média.
Aditivos e materiais recuperados
Por razões econômicas e de outra natureza, o betume às vezes é comercializado em mistura com outros materiais, sem que o produto receba outro nome além de "betume". Um caso é o uso de resíduos pesados do rerrefino de óleo lubrificante, conhecidos pela sigla inglesa REOB, de re-refined engine oil bottoms.[nota 22] Eles são retirados do fundo das torres de destilação a vácuo empregadas na recuperação de óleo lubrificante usado. Esses resíduos contêm aditivos do óleo original e materiais que se acumulam durante sua circulação no motor, tipicamente ferro e cobre. A presença desse material no betume foi correlacionada a pior desempenho dos pavimentos. Resíduos de óleo de motor no ligante foram relacionados a maior suscetibilidade à fissuração em baixas temperaturas.
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Pavimentação
A maior parte do betume usado nos Estados Unidos vai para a fabricação de concreto asfáltico destinado a revestimentos rodoviários, cerca de 85% do consumo. Em 2011, havia cerca de 4.000 usinas de mistura asfáltica no país e uma quantidade semelhante na Europa. As misturas de concreto asfáltico geralmente contêm cerca de 5% de betume, denominado cimento asfáltico, e 95% de agregados, como pedra, areia e cascalho. Por ser muito viscoso, o ligante precisa ser aquecido para se misturar aos agregados na usina. A temperatura necessária depende das características dos dois materiais, mas as tecnologias de mistura asfáltica morna permitem reduzi-la.
Impermeabilização e coberturas
Fora da pavimentação, a impermeabilização responde pela maior parcela do uso de betume. O ligante integra produtos como mantas asfálticas, telhas asfálticas, mástiques e revestimentos destinados a coberturas, estruturas subterrâneas e outras superfícies expostas à água ou à umidade. Nesses produtos, o betume é um componente do sistema impermeabilizante, e não necessariamente o produto acabado. O mástique asfáltico distingue-se do concreto asfáltico de granulometria densa[nota 25] por seu teor mais elevado de ligante: normalmente entre 7% e 10% da mistura, em comparação com cerca de 5% no concreto asfáltico compactado. Esse material termoplástico é usado na construção civil para impermeabilizar coberturas planas e estruturas subterrâneas. Na aplicação, é aquecido a cerca de 210 °C e espalhado em camadas que formam uma barreira impermeável de aproximadamente 20 mm de espessura.
Encapsulamento de resíduos radioativos
A partir da década de 1960, o betume passou a ser utilizado como matriz hidrofóbica para encapsular resíduos radioativos, incluindo sais de atividade intermediária, como nitrato de sódio e sulfato de sódio, provenientes do reprocessamento de combustível nuclear irradiado, e lodos radioativos de tanques de decantação. França, Bélgica e Japão produziram em escala industrial resíduos betuminizados contendo elementos transurânicos emissores de partículas alfa, de elevada radiotoxicidade, provenientes de instalações de reprocessamento. O método traz riscos de operação, entre eles o incêndio ocorrido em 1997 na instalação de betuminização de Tokai, no Japão, além de questões sobre a estabilidade de longo prazo na disposição geológica profunda. Esses problemas levaram algumas instalações a restringir o processo ou escolher outros métodos. Isso não significa que o acondicionamento em betume tenha sido abandonado por toda a indústria nuclear.
Outros usos
Telhas asfálticas e mantas para coberturas respondem pela maior parte do consumo que não se destina à pavimentação. Outros usos incluem produtos pulverizados sobre o gado, tratamento de mourões de cerca e impermeabilização de tecidos. O betume é empregado na fabricação do verniz preto do Japão, uma laca conhecida por sua aplicação sobre ferro e aço. Também pode compor tintas e marcadores destinados a uso externo, para aumentar sua resistência às intempéries, sua permanência e a intensidade da cor escura. É utilizado ainda na vedação de algumas pilhas alcalinas durante a fabricação e como camada de proteção no processo de ataque químico da gravura em metal.
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Para comparar ligantes e escolher um material para determinada aplicação, medem-se propriedades como consistência, viscosidade e resposta mecânica. Alguns ensaios são empíricos[nota 29]. Outros medem diretamente a resposta reológica do betume.
Ensaios empíricos
A consistência dos ligantes betuminosos pode ser caracterizada por ensaios padronizados. No ensaio de penetração, uma agulha submetida a condições definidas penetra a amostra, e a profundidade alcançada é usada para classificar sua consistência. O ponto de amolecimento pelo método do anel e bola mede a temperatura em que uma amostra alcança uma consistência especificada sob aquecimento controlado. Esses ensaios não fornecem um ponto de fusão, mas permitem comparar ligantes sob condições reproduzíveis.
Ensaios reológicos
Métodos reológicos medem a resposta mecânica do ligante sob condições controladas. O reômetro de cisalhamento dinâmico determina grandezas como o módulo dinâmico de cisalhamento[nota 30] e o ângulo de fase[nota 31], usadas para caracterizar componentes elásticas e viscosas da resposta.
Envelhecimento em laboratório
Ensaios de envelhecimento acelerado são usados para estimar mudanças ocorridas durante a fabricação e a vida em serviço. O ensaio de forno de filme fino rotativo, conhecido pela sigla RTFOT, expõe uma película de ligante ao calor e ao ar para simular o envelhecimento de curto prazo associado à mistura e à aplicação do asfalto. Outros procedimentos submetem o material já envelhecido a pressão e temperatura por períodos mais longos, procurando reproduzir parte do envelhecimento que ocorre no pavimento em serviço. O vaso de envelhecimento sob pressão, conhecido pela sigla PAV[nota 32], é usado depois de um envelhecimento inicial para reproduzir parte das mudanças de longo prazo que ocorrem no ligante.
Sistemas de classificação
No Brasil, os cimentos asfálticos de petróleo são classificados por faixas de penetração e precisam atender também a outros requisitos, como ponto de amolecimento e viscosidade. Nos Estados Unidos e no Canadá, especificações de ligantes para pavimentação também empregam o sistema Performance Grade (PG)[nota 33], no qual os graus são definidos por requisitos avaliados em diferentes temperaturas. Esses sistemas não são simples conversões entre si, pois usam critérios e conjuntos de ensaios distintos.
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Quando uma estrada precisa de manutenção ou de um novo revestimento, parte do pavimento antigo pode ser retirada por fresagem. A máquina corta a camada asfáltica e produz um material fragmentado chamado material fresado, também conhecido pela sigla RAP, do inglês reclaimed asphalt pavement. Esse material conserva os agregados da mistura original e parte do ligante asfáltico envelhecido que os envolve. Depois de analisado e preparado, pode voltar à fabricação de misturas asfálticas ou ser aproveitado em outras camadas do pavimento. O ligante recuperado de um pavimento antigo costuma estar mais rígido do que quando foi aplicado pela primeira vez. O contato prolongado com o oxigênio, a perda de componentes voláteis e outros processos de envelhecimento tornam o material mais duro e mais propenso a fissuras. Na produção de uma nova mistura, o RAP pode ser combinado com agregados e ligante novos. Quando necessário, também são usados agentes de reciclagem ou rejuvenescedores, que tornam o ligante envelhecido menos rígido e permitem ajustar suas propriedades para a nova aplicação.
Brasil
No Brasil, o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes usa o termo RAP para o material obtido pela fresagem ou pela retirada de uma camada de revestimento asfáltico. Esse material pode entrar na composição de concreto asfáltico reciclado produzido em usina, a quente ou em temperaturas mais baixas, próprias das chamadas misturas mornas. A nova mistura pode receber RAP, agregados novos, cimento asfáltico e, quando necessário, fíler, aditivos e agentes de reciclagem. A quantidade de material recuperado não é fixa. Ela é definida no projeto da mistura e também depende da capacidade da usina que fará a produção. Também é possível reciclar o pavimento sem levar o material fresado para uma usina. Na reciclagem a frio in situ, parte do revestimento e da base existente é fresada e misturada no próprio local com água, fíler ativo e emulsão asfáltica. Se o material antigo não tiver a distribuição adequada de tamanhos de partículas, novos agregados podem ser acrescentados. O material preparado é espalhado e compactado para formar uma nova camada do pavimento.
Portugal
Em Portugal, encontram-se expressões como material fresado e mistura betuminosa fresada para o material retirado de um pavimento. Ele pode ser reciclado numa central de produção ou no próprio local da obra, por processos a quente ou a frio. Antes de voltar a uma mistura betuminosa, o material precisa ser caracterizado para que se conheçam sua composição e as condições em que poderá ser reaproveitado. A formulação da nova mistura leva essas propriedades em conta. Na ER243, na região de Riachos, uma obra realizada em 2024 usou reciclagem a frio em central com betume-espuma. Todo o material fresado das camadas betuminosas abrangidas pela intervenção pôde ser reaproveitado no processo. Uma técnica de reciclagem a frio in situ também foi usada na ER361, entre Amiais de Cima e Alcanena.
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O manuseio de betume aquecido envolve risco de queimaduras graves. Fumos e aerossóis[nota 34] podem irritar os olhos e as vias respiratórias, e o contato prolongado com a pele deve ser evitado. A exposição ocupacional ao betume pode ocorrer pela inalação de fumos ou pelo contato com a pele. O National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH), dos Estados Unidos, recomenda que a concentração de partículas de fumos de asfalto não ultrapasse o limite-teto de 5 mg/m³[nota 35] em qualquer período de 15 minutos. Em muitas aplicações, o betume precisa ser aquecido para adquirir a trabalhabilidade necessária à mistura, ao bombeamento ou à aplicação. Esse aquecimento altera a exposição ocupacional porque aumenta a formação de fumos e a liberação de componentes voláteis. Ao examinar seus possíveis efeitos sobre a saúde, a Agência Internacional de Pesquisa em Câncer (IARC) concluiu que as condições de aplicação, sobretudo a temperatura, influenciam a exposição e a disponibilidade dos componentes potencialmente carcinogênicos das emissões. Em particular, temperaturas superiores a 199 °C foram associadas a emissões mais elevadas de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos que as observadas em temperaturas menores, como as normalmente utilizadas na produção e aplicação de misturas asfálticas rodoviárias.
Aspectos ambientais
A produção, o aquecimento e a aplicação de materiais betuminosos consomem energia e podem gerar emissões atmosféricas. Tecnologias de mistura asfáltica morna e processos com emulsões reduzem a temperatura necessária em determinadas aplicações. A reciclagem de pavimentos também permite recuperar agregados e parte do ligante existente, embora o desempenho dependa do estado do material recuperado e da formulação da nova mistura. Ligantes não derivados de petróleo podem ser produzidos em cores claras. Superfícies mais claras absorvem menos radiação solar e são estudadas como uma das estratégias para reduzir o aquecimento de superfícies urbanas. Uma avaliação do ciclo de vida do betume natural de Selenicë estimou, para as condições examinadas, emissões de dióxido de carbono aproximadamente equivalentes à metade das associadas ao betume rodoviário produzido em refinarias.
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Consumo mundial
A maior parte do betume refinado é usada na construção, sobretudo em pavimentação e coberturas. O produto é preparado para o uso final por refino ou pela mistura de betumes com propriedades distintas. O consumo mundial foi estimado em aproximadamente 102 milhões de toneladas em 2011. Para 2022, a estimativa foi de cerca de 120 milhões de toneladas. Aproximadamente 85% do betume é usado como ligante do concreto asfáltico empregado em estradas e em outras superfícies pavimentadas, como pistas de aeroportos, estacionamentos e calçadas. Sua fabricação normalmente consiste em misturar agregados finos e graúdos, como areia, cascalho e brita, com o betume, que os mantém unidos. Outros materiais, como polímeros reciclados, inclusive borracha de pneus, podem ser incorporados ao ligante para modificar suas propriedades de acordo com a aplicação.
