Asfalto com plástico reciclado melhora o pavimento e reduz as partículas plásticas

O asfalto contendo plástico reciclado manteve sua integridade melhor do que o asfalto convencional e apresentou um nível mais baixo de partículas semelhantes às de plástico após testes laboratoriais combinados de tráfego e umidade, de acordo com um estudo liderado por pesquisadores da Universidade Penn State. Os resultados sugerem que uma maior durabilidade do pavimento pode ajudar a limitar a liberação de partículas, afirmou a equipe, mas os estudos de campo são necessários para determinar se o mesmo padrão ocorre em estradas reais.

Este estudo, publicado no Journal of Cleaner Production, examinou o asfalto modificado com plástico reciclado produzido com polietileno de baixa densidade, ou PEBD. Embora os plásticos reciclados estejam sendo cada vez mais considerados como uma forma de desviar os resíduos dos aterros sanitários e melhorar o desempenho dos pavimentos, os pesquisadores afirmaram que se sabe menos sobre a possibilidade de pavimentos contendo plástico liberarem microplásticos à medida que as estradas envelhecem, recebem tráfego e enfrentam as condições climáticas.

“Nosso objetivo era compreender se o pavimento asfáltico contendo plástico reciclado poderia liberar partículas de microplástico à medida que ele sofre danos ao longo do tempo”, afirmou Shihui Shen, professor titular de engenharia de transporte ferroviário na Penn State Altoona e autor correspondente do artigo. “Essa questão ambiental recebeu muito menos atenção do que o desempenho de engenharia do pavimento”.

Os microplásticos são partículas menores que 5 milímetros (0,2 polegada) — a largura de uma borracha de lápis — e já foram encontrados na água, no solo e no ar. Os pavimentos podem contribuir para a presença de partículas no meio ambiente por meio do desgaste dos pneus, da deterioração do pavimento e de materiais de construção que contêm plástico. As partículas liberadas pelas superfícies das estradas podem ser transportadas pelo vento e pela chuva para o solo nas margens das vias e para as águas pluviais.

Asfalto convencional vs asfalto contendo plástico reciclado

Para investigar essa possibilidade, os pesquisadores compararam o asfalto convencional com o asfalto contendo PEBD reciclado. Eles prepararam o asfalto misturando o plástico triturado, a pedra britada e o pavimento asfáltico recuperado. Em seguida, adicionaram o ligante que mantém a mistura unida.

Os pesquisadores, então, submeteram as amostras a dois testes laboratoriais estabelecidos para pavimentos, desenvolvidos para simular as tensões causadas pelo tráfego e pelas condições climáticas. No Ensaio de “Rastreamento de Roda de Hamburgo”, rodas de aço passaram repetidamente sobre os corpos de prova de asfalto submersos em água quente, simulando os efeitos combinados das cargas do tráfego, do calor e da umidade. Em um segundo teste, chamado “Testador de Tensões Induzidas pela Umidade”, as amostras foram submetidas a temperaturas elevadas, umidade e pressão hidrostática da água, de forma repetida.

“Em conjunto, esses testes reproduzem – em condições laboratoriais controladas – os aspectos importantes dos danos nas estradas”, afirmou Zhen Liu, autor principal do estudo e professor assistente de pesquisa na Universidade Chinesa de Hong Kong, que concluiu uma bolsa de pós-doutorado no Larson Transportation Institute da Penn State, vinculado ao Departamento de Engenharia Civil e Ambiental. “Em seguida, coletamos as partículas liberadas e as analisamos para verificar a possível presença de plástico”.

Em colaboração com o Laboratório Analítico de Contaminantes Ambientais da Penn State, os pesquisadores analisaram as assinaturas químicas dos componentes do asfalto para criar uma biblioteca de referência. Depois, utilizaram imagens por infravermelho para medir as partículas individuais e comparar suas assinaturas químicas com os materiais de referência. Isso ajudou a equipe a identificar as partículas que eram semelhantes ao PEBD.

Para comparar as amostras, a equipe mediu a área combinada das partículas detectadas semelhantes ao PEBD em relação ao peso do asfalto testado.

“Os resíduos de pavimentos não constituem uma amostra ambiental simples”, afirmou Odette Mina, diretora dos laboratórios do Instituto de Energia e Meio Ambiente da Penn State e coautora do artigo.

“A combinação da caracterização do material a granel, com imagens por infravermelho em nível de partícula, nos permite relacionar o material original do pavimento à identidade, à abundância e às características físicas das partículas liberadas durante as condições de serviço simuladas”.

Maior durabilidade, com limites na interpretação

O asfalto contendo plástico reciclado geralmente manteve sua integridade melhor do que o asfalto convencional durante os testes laboratoriais. Após a combinação de tensões relacionadas ao tráfego e à umidade, ele também apresentou um nível mais baixo de partículas com assinaturas químicas semelhantes às do PEBD. Em conjunto, esses resultados sugerem que melhorar a durabilidade do pavimento pode ajudar a limitar a liberação de partículas, segundo a equipe.

“O ligante asfáltico e o PEBD compartilham algumas características infravermelhas, o que pode dificultar tanto a identificação das partículas como sendo plásticas quanto a determinação de sua origem”, afirmou Shen. “Os resultados não descartam a possibilidade de que as misturas asfálticas modificadas com plástico ou não modificadas possam liberar microplásticos”.

A equipe testou uma única formulação de asfalto e uma única fonte e quantidade de plástico reciclado. Por isso, os pesquisadores alertaram que os resultados ainda não podem ser generalizados para outros materiais de pavimentação ou condições reais de estrada.

Evitando a contaminação de fundo nos resultados

A pesquisa também destacou a importância do controle da contaminação nas pesquisas sobre microplásticos, explicou Mina. A equipe limpou os equipamentos de teste e as tubulações internas, realizou os testes de fundo sem corpos de prova de asfalto, utilizou os recipientes e os equipamentos de vidro sempre que possível, usou a água previamente filtrada e cobriu as amostras durante a preparação. O sistema de imagens também gerou pontuações de qualidade de correspondência para ajudar os pesquisadores a avaliar o grau de confiança na identificação das partículas.

Essas medidas são importantes porque os microplásticos podem ser introduzidos inadvertidamente por equipamentos de laboratório, pelo ar, pela água ou por amostras anteriores, o que pode fazer com que as partículas presentes no fundo sejam confundidas com as partículas liberadas pelo asfalto, afirmou Mina.

Estradas reais exigem monitoramento de longo prazo do asfalto

Os pesquisadores afirmaram que os estudos de campo são necessários para determinar se os resultados laboratoriais se mantêm em estradas reais por períodos mais longos. Estudos de campo futuros precisarão levar em conta o volume de tráfego, envelhecimento do pavimento, a precipitação, variações de temperatura, luz solar, composição química do escoamento superficial e as diferenças nas formulações de plástico reciclado e asfalto.

“Os estudos de campo, a amostragem confiável e o monitoramento de longo prazo fornecerão às agências de transporte evidências mais sólidas para avaliar os benefícios relacionados ao desempenho dos pavimentos em comparação com os possíveis impactos ambientais”, afirmou Shen. “Por fim, dados ambientais mais confiáveis podem ajudar as agências a tomar decisões melhores fundamentadas sobre as tecnologias de pavimentação com plástico reciclado”.

Detalhes da publicação

Zhen Liu et al. Microplastics release from recycled plastic modified asphalt: Detection, characterization, and environmental implications, Journal of Cleaner Production (2026). DOI: 10.1016/j.jclepro.2026.149471

Informação do periódico: Journal of Cleaner Production 

Fonte: Pennsylvania State University (Penn State)

Artigo original (em inglês) publicado pela Universidade Penn State na Tech Xplore.