Estudo do aquecimento de misturas betuminosas recorrendo a micro-ondas

Abstract

A utilização da radiação de micro-ondas no aquecimento de materiais começa a ganhar relevância, uma vez que é possível obter o mesmo efeito que o aquecimento tradicional, mas com poupanças de energia e tempos de processamento mais curtos. O aquecimento por micro-ondas baseia-se na transferência de energia de um campo eletromagnético através da excitação dos dipolos moleculares no material em que estão a ser aplicadas as micro-ondas. Quando o campo elétrico é aplicado, as moléculas tendem a alinharse com o campo. Quando o campo elétrico é retirado, as moléculas voltam ao seu estado não alinhado, dissipando a energia absorvida em forma de calor. Uma vez que as micro-ondas possuem a capacidade de penetração quase instantânea nos materiais a profundidades de vários centímetros ou mais, o calor é gerado ao longo do volume de todo o material. O resultado final acaba por se tratar de um aquecimento rápido e homogéneo do pavimento a profundidades consideráveis. Através do uso desta tecnologia é possível realçar dois aspetos importantes: o aquecimento para a manutenção de estradas, nomeadamente a reparação de fendas, e o aquecimento de pavimento recuperado, o qual revela níveis de poluição do ar menores e um envelhecimento tardio do betume. O presente trabalho tem em vista aprofundar o conhecimento do comportamento das misturas betuminosas quando aquecidas através de micro-ondas. Além disto, e com base no estudo laboratorial descrito, espera-se que num futuro próximo possa ser possível a obtenção de um modelo que permita a aplicação desta técnica em situações de reabilitação de pavimentos de acordo com o comportamento de todos os elementos presentes em obra.

The use of microwave radiation for heating materials starts to become more relevant, since it is possible to obtain the same effect as the traditional heating, but with energy savings and shorter processing times. The heating by microwave is based on the transfer of energy from an electromagnetic field through the excitation of molecular dipoles in the material in which the microwaves are being applied. When the electric field is applied, the molecules tend to align themselves with the field. When the electric field is removed, the molecules return to their unaligned state, dissipating the energy absorbed as heat. Since the microwaves have the nearly instantaneous ability to penetrate the material at depths of several centimeters or more, the heat is generated along the volume of all material. The final result turns out to be a fast and homogenous heating pavement at considerable depths. By using this technology, it is possible to highlight two important aspects: the heating for the maintenance of roads, including the repair of cracks, and the heating of recovered pavement, which reveals lower levels of air pollution and late aging bitumen. The present study has the purpose of deepening the knowledge of the behavior of bituminous mixtures when heated by microwave. In addition, based on the described laboratory studies, it is expected that in the near future it may be possible to obtain a model that allows the application of this technique in pavement rehabilitation situations according to the behavior of all the elements present in the work.