CARACTERIZAÇÃO DE MISTURAS

ASFÁLTICAS DE ALTA REFLETÂNCIA SOLAR

VISANDO A MITIGAÇÃO DA ILHA DE CALOR

URBANO

Joe VillenaGlicério TrichêsDeivis Luis MarinoskiRoberto LambertsJoão Victor Staub de MeloRamon Mendes Knabben

APRESENTAÇÃO1.Introdução2.Objetivo3.Materiais e Método4.Dosagem das misturas5.Resultados6.Conclusões

1.Introdução

• Nos dias quentes, as grandes metrópoles se vêm afetadas pelo fenômeno da Ilha de Calor Urbano. O qual pode causar um incremento na temperatura das cidades, em relação às áreas rurais, em até 5,2°C.

• Esse fenômeno se deve, sobretudo, à baixa refletividade solar dos revestimentos urbanos, a qual promove a absorção de altas quantidades de energia durante o dia.

Ilhas de Calor

Albedo de uma superfícieA radiação solar, ao incidir sobre qualquer corpo, vai, em maior ou menor quantidade, sofrer uma mudança de direção, sendo reenviada para o espaço por reflexão.

A fração de energia refletida por uma superfície em relação ao total de energia nela incidente (expresso em percentagem) designa-se por albedo.

As superfícies de cor clara, como a neve, têm um albedo elevado, refletindo quase a totalidade da energia solar nelas incidente, logo não aquecem muito.

As superfícies de cor escura têm uma albedo muito fraco, o que se traduz numa grande absorção de radiação solar e num consequente aquecimento.

Quanto maior a reflexão, menor será o calor acumulado.

• A melhor opção para incrementar a refletância dos revestimentos asfálticos é mudar a coloração mediante o uso de pigmentos para conseguir uma reflexão mais eficiente da radiação solar.

• O uso destes pigmentos pode diminuir a temperatura do ar, retardar a formação do ozônio troposférico e diminuir o consumo de energia destinado à refrigeração de ambientes.

2. Objetivo

• Caracterizar revestimentos asfálticos com potencial de alta refletância solar mediante a incorporação de pigmentos (derivados de óxidos metálicos mistos).

A avaliação dos materiais foi conduzida através da medição de refletância solar, da temperatura interna e superficial, e da resistência à deformação permanente dos revestimentos.

3. Materiais

• Dois tipos de ligantes; um ligante convencional CAP 50/70 e um ligante vegetal de cor albina.

• Agregados de origem granítica;

• Quatro tipos de pigmentos derivados de óxidos metálicos mistos com alta refletância infravermelha; amarelo, verde, vermelho A e vermelho B.

4. Dosagem

Foi realizado o ensaio de viscosidade rotacional com viscosímetro Brookfield nos ligantes coloridos.

Nomenclaturada mistura

Tipo depigmento

Proporção dos materiais, %

LiganteAlbino

Ligante CAP 50/70

Agregado mineral

Pigmento

Referência - - 5,1 94,9 -

Amarelo-Albino Amarelo 7,3 - 88,7 4

Verde Verde - 4,9 91,1 4

Vermelho A Vermelho A - 4,9 91,1 4

Vermelho B Vermelho B - 4,5 93,1 2,4

Para cada mistura foram moldadas 12 placas, com dimensões 5x18x50 cm e foram, posteriormente, utilizadas nos ensaios de refletância em campo, temperatura em campo e deformação permanente.

Dosagem da mistura

Ensaios de Campo

Refletância solar; consiste em medir a radiação solar incidente e refletida por uma superfície plana.

Foram construídas placas de 4x4 metros e placas de 1x1metro com diferentes materiais.

Piranômetro

Ensaios de Campo

• Medição da temperatura na superfície e no interior das misturas.

Ensaios Laboratório

• Deformação permanente; realizado a 60°C para a mistura convencional e a 56,8°C, 57,7°C e 56,3°C para as misturas Verde, Vermelho A e Vermelho B.

5. Resultados

• Viscosidade dos ligantes

• Refletância solar das misturas

Revestimento Referência Amarelo-Albino

Verde Vermelho A

Vermelho B

Refletânciaem campo, %

4,27 12,53 6,51 7,42 7,41

5. Resultados

• Temperatura

5. Resultados

• Deformação Permanente

Segundo a norma AFNOR NF EM 13108-1 a deformação permanente não deve ser maior a 10% para 30.000 ciclos.

6. Conclusões

• O uso de pigmentos incrementa a refletância solar das misturas asfálticas. Dependendo do pigmento e ligante utilizado, este incremento pode ser até 200% maior do que a refletância de uma mistura sem pigmento.

• O incremento da refletância permitiu diminuir a temperatura das misturas analisadas em 3,2°C na superfície e em até 3,7°C no interior. Uma aplicação a grande escala permitiria a redução da temperatura do ar do meio ambiente e a mitigação do efeito da Ilha de Calor Urbano nos centros urbanos.

6. Conclusões

• O uso de pigmentos diminui a deformação permanente das misturas asfálticas. Neste estudo, se estimou que fossem necessários 6 milhões ciclos para que a deformação da mistura Vermelho B atingisse o mesmo valor da deformação da mistura de Referência.

OBRIGADO

Glicério

www.rodoviasverdes.ufsc.br

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