Introdução

Sabe-se que os riscos são inevitáveis a qualquer tipo de negócio. Sob a ótica de estruturas e equipamentos industriais de manuseio de granel de grande porte é fundamental ter uma gestão de riscos eficiente. Neste contexto, mesmo que a ocorrência de um determinado evento possa ser baixa, as consequências são usualmente elevadas.

Uma das etapas do processo de gerenciamento de riscos é a sua identificação [3]. No âmbito da integridade estrutural, os riscos são majoritariamente advindos de três fatores contribuintes:

• Projeto inadequado de uma estrutura ou equipamento. Nesse caso o ativo já foi concebido com um risco associado;
• Condição do equipamento ou estrutura em campo: mecanismos de degradações, carregamentos cíclicos, uso indevido do equipamento e eventos climáticos extremos são fatores que podem comprometer a capacidade de resistência e a segurança estrutural do ativo [4];
• Manutenção indevida do ativo. Equipamentos e equipamentos requerem uma série de procedimentos para sua manutenção e durabilidade, quando esse processo não é devidamente executado, torna-se outra fonte de riscos a ser considerada.

Após essa identificação, o gerenciamento deverá contemplar uma análise e em seguida a definição de estratégias para o controle adequado dos ofensores. A metodologia CARE: Controle de Ativos para a Revitalização Estrutural, criada pela Kot Engenharia, é uma ferramenta que associa os fundamentos das principais referências de gestão de riscos e de ativos para proporcionar segurança operacional dos equipamentos. As etapas da metodologia CARE são apresentadas na Figura 1:

O presente artigo tem como objetivo elucidar a aplicação de todas as etapas da metodologia criada pela Kot e exibir os ganhos em confiabilidade e segurança para as operações em um de seus clientes.

O case de sucesso é sobre um dos principais agentes portuários de exportação de minério de ferro do Brasil. Os ativos de sistemas logísticos de portos devem apresentar elevada disponibilidade física, para que sejam atendidas as necessidades de abastecimento dos navios ao mesmo que tempo em que se lida com um ambiente de categoria de corrosividade severa. Este contexto, quando associado à máquinas e estruturas existentes que estão expostos por longos períodos sem a devida manutenção da integridade estrutural frequentemente resulta em perdas operacionais, causadas por paradas emergenciais corretivas.

Auditoria da manutenção da Integridade Estrutural

A manutenção é combinação de ações técnicas e administrativas, que incluem as de inspeção e de supervisão, voltadas para a função de manter ou adequar um item à sua atribuição requerida [1]. Para a integridade estrutural, a manutenção visa a prevenção de falhas ou outros comprometimentos no nível de equipamentos, construções, civis ou metálicas. Tais etapas contemplam desde as inspeções até a instalação de reforços ou reformas.

Em um meio em que são presentes mecanismos de degradação, a manutenção da integridade estrutural tem papel fundamental para estabelecer de níveis de riscos adequados para a continuidade das operações. Dessa forma, a Kot Engenharia realizou a primeira etapa da implantação da metodologia CARE no terminal portuário: a auditoria dos processos de manutenção da integridade estrutural.

O processo de auditoria consistiu em visitas e acompanhamento das atividades diárias de manutenção, entrevistas com os colaboradores e uma análise exaustiva da documentação acerca dos ativos e de seus planos de manutenção. Esse trabalho foi capaz de identificar os pontos de vulnerabilidade do processo interno do cliente e em seguida fornecidas as recomendações detalhadas para assegurar procedimentos capazes de prevenir que cenários indesejados que possam acarretar perda de vidas, prejuízos financeiros, danos ao meio ambiente e até mesmo em perdas reputacionais [2].

Inspeção dos ativos

Uma etapa fundamental para a metodologia CARE é a inspeção dos ativos. Durante o acompanhamento efetuado on site, por um período de 10 meses, foram inspecionadas 100% das 26 estruturas constituintes do processo produtivo do terminal portuário. Nesta etapa, eventuais não conformidades críticas foram prontamente tratadas.

As inspeções foram realizadas à nível visual e sensitiva, complementadas com a realização de ensaios não destrutivos como ultrassom e líquido penetrante. Durante essa etapa, retratada pela Figura 2, são identificadas não conformidades estruturais como: degradação da pintura, corrosão, deformações, trincas, bem como outras não conformidades visíveis à olho nu.

As inspeções detalhadas, por meio de ensaios não destrutíveis, foram realizadas nas principais localizações, identificando possíveis não conformidades estruturais indetectáveis pela inspeção sensitiva visual. Na Figura 3 é apresentada a realização de ensaio de ultrassom em uma solda de elevada responsabilidade, tal como na Figura 4 em que o ensaio de líquido penetrante foi capaz de detectar uma trinca com elevado potencial para manifestação de um colapso. Essas detecções em tempo hábil de resposta é fundamental para a integridade estrutural e segurança do negócio.

Verificação estrutural dos projetos

Na sequência, foram conduzidas as verificações estruturais (metálicas e de concreto) e mecânicas dos projetos de todos os 26 ativos do terminal portuário. As verificações de projeto envolvem a utilização de conhecimentos técnicos de engenharia, associados aos recursos computacionais para verificação conforme os critérios normativos, visando a aderência dos ativos à um nível de risco considerado aceitável.

O processo de verificação estrutural consiste em uma etapa de avaliação de toda documentação do ativo, seguida da elaboração de um modelo computacional em software de elementos finitos. Como exemplo, na Figura 5 é apresentado o modelo de elementos finitos de uma recuperadora de roda de caçambas, responsável pela extração do material das pilhas de produto e carregamento da linha de embarque para o píer de carregamento.

No modelo computacional são definidas as propriedades dos materiais, propriedades geométricas e condições de contorno, como as restrições e carregamentos atuantes. Em seguida são conduzidas as análises de verificação, como exemplo, têm-se a análise de tensões atuantes (Figura 6) e a análise de flambagem local (Figura 7), empregadas na avaliação da recuperadora de roda de caçamba.

Os resultados das análises estruturais são tomados como base para definição da estratégia de adequação e revitalização do ativo. Deverão ser considerados fatores como a criticidade das reprovações, a probabilidade da manifestação de evento indesejado e a possibilidade  de adoção de medidas de prevenção e/ou mitigação imediatas, até que a estratégia de intervenção esteja definida e devidamente implementada.

Monitoramento

Para os casos que a análise estrutural indique a necessidade de monitoramento, ou confirmação em campo da real necessidade de reforço, podem ser empregadas técnicas de aquisição de dados. Na Figura 8 e Figura 9 é exemplificada a situação em que foi necessária a calibração do modelo computacional, com base na metodologia de obtenção das tensões/deformações por meio de extensômetros.

Os dados coletados em campo, para os diferentes regimes de operação, são confrontados com os resultados numéricos obtidos via modelo computacional, indicando a necessidade de calibração e ajustes nos cálculos para representação da condição de campo com maior assertividade.

Proposição de soluções

Para os casos em que as análises estruturais, o monitoramento ou as inspeções indiquem a necessidade de intervenção estrutural no equipamento, são avaliadas as melhores alternativas de reforço, considerando aspectos como custo, eficiência, tempo e risco no processo de implantação. Para a não conformidade de projeto identificada na Figura 6 e na Figura 7, no portal da recuperadora de roda de caçambas, foi proposto o reforço apresentado na Figura 10, a seguir:

Acompanhamento da implantação das soluções

Como parte do suporte fornecido pela Kot, para revitalização estrutural dos ativos, foi realizado, além da concepção do projeto dos reforços, o acompanhamento in loco da instalação. Dessa forma, é possível a avaliar a aderência aos requisitos normativos, e consequentemente a eficácia do reforço proposto. Na Figura 11 é apresentada a localidade do reforço previamente apresentado na Figura 10. A Figura 12 retrata o acompanhamento e validação da implantação do reforço, por meio do ensaio não destrutível do tipo líquido penetrante.

Conclusão

O exemplo apresentado de cálculo estrutural, proposta de reforço e acompanhamento é apenas uma amostra da metodologia CARE implantada no terminal portuário. Todos 26 ativos responsáveis pelo manuseio de material, desde seu recebimento até o embarque nos navios para exportação, tiveram sua integridade inspecionada e auditada, visando a revitalização dos ativos. Na Figura 13 é apresentado o compilado das ações desenvolvidas ao longo da aplicação da metodologia CARE.

O recondicionamento dos 26 ativos permitiu uma condição de maior disponibilidade física, resultando na redução de custos com paradas corretivas emergenciais e mitigando riscos ao negócio e às pessoas envolvidas no processo. Ademais, a auditoria dos procedimentos de manutenção teve como produto a criação de um novo setor dentro da operadora do porto, destinado exclusivamente à manutenção da integridade estrutural. A criação dessa nova área permitirá que o suporte dado pela Kot Engenharia para o recondicionamento dos ativos permeie pelo tempo requerido de operação, com as devidas manutenções necessárias.