Asfalto ou Betume? Como ocorre a destilação do Petróleo

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Figura 1 – Camada Asfáltica. Fonte da Figura: http://www.splabor.com.br/blog

Quando falamos em pavimentação a primeira coisa que pensamos é nos ligantes asfálticos utilizados no revestimento, o qual é mais comum ser chamado apenas de “asfalto”, muito embora o termo pavimentação seja referente a uma estrutura – composta por diversas camadas – e não apenas de um material em específico.

Contudo, o asfalto é um termo popular e o material está presente em quase todas as ruas da atualidade e em boa parte das rodovias do mundo todo. Devido a isso, as pessoas pensam que conhecem o material e vez ou outra dão “palpites” sobre suas características. Sendo que também é comum o público mais leigo associar ao asfalto, unicamente, os defeitos que a estrutura como um todo apresenta.

O material conhecido como “asfalto” é um dos materiais mais antigos utilizados na construção em todo o mundo e sua aplicação varia muito. Se você pensa que o asfalto está apenas em ruas e rodovias seu pensamento está totalmente equivocado e provavelmente a sua casa tem asfalto – ou deveria. Devido a suas características impermeabilizantes, o asfalto é também muito utilizado para impermeabilização de lajes e outras estruturas com as “mantas asfálticas”, conforme Figura 2.

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Figura 2 – Manta asfáltica utilizada para impermeabilização. Fonte da Figura: https://geocontract.com.br/

Entretanto, é nas rodovias e ruas que o material asfáltico tem sua maior aplicação mundialmente. Isso ocorre obviamente por que o ligante asfáltico possui algumas características que permitem e favorecem a sua utilização nesse setor, e podemos destacar que isso ocorre pois:

  • O asfalto proporciona aderência com os agregados e age como um ligante que permite flexibilidade de forma controlável.
  • Como citado, o asfalto possui característica impermeabilizante.
  • É durável e resistente à maioria dos ácidos, alcalis e dos sais.
  • O asfalto pode ser utilizado aquecido ou emulsificado com uma combinação de “esqueletos minerais” e ainda permite a utilização de aditivos para melhorar alguma característica desejada.

Asfalto, betume ou alcatrão? Qual é o certo?

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Figura 3 – Ligante asfáltico. Fonte da Figura: https://pt.wikipedia.org/wiki/Asfalto

Outro assunto referente aos ligantes asfálticos que geralmente estudantes de graduação ou até mesmo alguns profissionais tem dúvida é sobre o termo correto para estes materiais. Afinal: É asfalto? é betume? é “piche”? Qual o termo correto para a sua definição?

O termo “betume” corresponde a uma mistura de hidrocarbonetos solúvel no bissulfeto de carbono. O “Asfalto”, por sua vez, corresponde a uma mistura de hidrocarbonetos derivado de petróleo de forma natural ou por destilação. Ou seja, o principal componente do asfalto é o betume, contudo o asfalto contém ainda outras substâncias em pequena proporção como oxigênio, nitrogênio e enxofre.

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Figura 4 – Alcatrão. Fonte da Figura: https://brasilescola.uol.com.br/quimica

O “piche”, que na verdade é um termo para se referir ao “alcatrão”, corresponde a um produto que contém hidrocarbonetos mas que é resultado da queima ou destilação destrutiva do carvão ou madeira, por exemplo. Segundo Bernucci et al (2008) o alcatrão não é mais utilizado na pavimentação pois foi descoberto como sendo um material cancerígeno e que apresenta baixa qualidade como um ligante.

Agora, do ponto de vista do uso propriamente dito do “nome da substância ou produto”, Bernucci et al (2008) cita que em países como Brasil e Estados Unidos da América o termo “asfalto” é mais utilizado para referir ao ligante que tem como origem na destilação do petróleo. Já em países Europeus, o termo asfalto (asphalt) é utilizado para referenciar a mistura do ligante aos agregados e o termo betume (bitumen) é utilizado para o ligante asfáltico puro.

Como são produzidos? Qual o processo de produção dos materiais asfálticos?

petroleo
Figura 5 – Extração do petróleo offshore. Fonte da Figura: https://economia.uol.com.br

O asfalto tem origem na destilação do petróleo. Segundo a ANP – Agência Nacional do Petrõleo, Gás Natural e Biocombustível – o petróleo é definido como um combustível fóssil oleoso e inflamável que possui um alto valor energético e que pode apresentar coloração variando de incolor ao preto. Ainda segundo a ANP os seguintes produtos são derivados do petróleo:

  • Gás de Petróleo
  • Gás Liquefeito de Petróleo
  • Nafta
  • Gasolina
  • Querosene
  • Óleo Diesel
  • Óleo Lubrificante
  • Óleo Combustível
  • Resíduos

Nas refinarias o petróleo passa por torres de destilação que apresentam diferentes faixas de temperatura, onde cada uma é responsável pela obtenção de um corte do petróleo (nafta, querosene e etc) e por último é extraído o resíduo (asfalto). Embora o asfalto seja o “resíduo” do petróleo, Bernucci et al (2018) relata que esse termo não está associado a um material sem características adequadas.

De forma genérica, o petróleo é aquecido a altas temperaturas até evaporar, com isso o vapor gerado é destinado para as torres de destilação onde esta é dividida em frações. Cada fração da torre de destilação apresenta uma certa temperatura, sendo que a temperatura das frações diminui conforme o vapor sobe. Como o vapor quente tende a subir, esse ao passar por determinada fração em temperatura menor que seu ponto de ebulição, ocorre a condensação e separação desta fração.

Dessa forma, os gases metano e etano (GNV), e butano e propano (GLP), por apresentarem baixa temperatura de ebulição são as primeiros fracionados no topo da torre de destilação. Os resíduos (asfalto) por apresentarem elevada temperatura de ebulição pertencem a última fração da torre. A Figura 6 ilustra esse processo e temperatura.

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Figura 6 – Processo de destilação do petróleo. Fonte da Figura: https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/

Como mencionado, o ligante asfáltico é obtido através do refino do petróleo e esse corresponde a um conjunto de processos que separa (ou transforma) os compostos do petróleo. Segundo Bernucci et al (2008) um dos métodos utilizados é o da destilação direta, o qual é também um dos mais antigos, e pode ser realizado em 1 ou 2 estágios dependendo do tipo de petróleo.

Para petróleos de base asfáltica, ou seja aqueles que apresentam muito asfalto em relação a outras frações do petróleo, apenas o estágio 1 de destilação a vácuo é necessário e produz um CAP – Cimento Asfáltico de Petróleo – em consistência adequada para a pavimentação. Petróleos com essas características são denominados de Petróleos pesados. A Figura 6 ilustra o processo de 1 estágio.

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Figura 6 – Processo de 1 estágio para petróleos pesados. Fonte da Figura: Bernucci et al (2008)

Por outro lado, quando o petróleo não apresenta uma base asfáltica são necessários 2 estágios de destilação (atmosférico e vácuo) para obtenção do asfalto em consistência adequada. O petróleo nessas condições é considerado um petróleo leve. Os petróleos com características intermediárias também são refinados por meio de 2 estágios. A Figura 7 ilustra o processo de 2 estágios.

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Figura 7 – Processo de 2 estágios. Fonte da Figura: Bernucci et al (2008)

Além da destilação, o petróleo pode passar por outras etapas de refino como por exemplo a conversão e o tratamento. No site da Petrobras, a etapa de conversão é definida como um processo que transforma as partes mais pesadas e de menor valor do petróleo em moléculas menores, dando origem a derivados mais nobres. Ainda segundo a Petrobras, esse procedimento é importante pois possibilita um aproveitamento melhor da matéria prima. A etapa de tratamento, por sua vez, é definida como o processo destinado a adequar os derivados à qualidade exigida pelo mercado.

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Referências:

BERNUCCI, L.B; MOTTA, L.M.G; CERATTI, J.A.P; SOARES, J.B. “PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA: Formação básica para Engenheiros”. Rio de Janeiro, 2008.

Petrobras. “Refino”. Disponível em: <https://petrobras.com.br/pt/nossas-atividades/areas-de-atuacao/refino/&gt; Acesso em: 31 de Janeiro de 2020 às 16h00.

ANP. “Petróleo”. Disponível em: <http://www.anp.gov.br/petroleo-e-derivados2/petroleo&gt;. Acesso em: 31 de Janeiro de 2020 às 11h25.

ANP. “Petróleo e Derivados”. Disponível em: <http://www.anp.gov.br/petroleo-e-derivados2&gt;. Acesso em: 31 de Janeiro de 2020 às 11h13.

 

 

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