Introducción

Sabemos que los riesgos son inevitables en cualquier tipo de negocio. Desde el punto de vista de las grandes estructuras y equipos industriales de manipulación de graneles, es esencial una gestión eficaz de los riesgos. En este contexto, aunque la ocurrencia de un determinado suceso pueda ser baja, las consecuencias suelen ser 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:

• Diseño inadecuado de una estructura o equipo. En este caso, el activo ya se ha diseñado con un riesgo asociado;
• Estado del equipo o de la estructura sobre el terreno: los mecanismos de degradación, las cargas cíclicas, el uso inadecuado del equipo y los fenómenos meteorológicos extremos son factores que pueden comprometer la capacidad de resistencia y la seguridad estructural del activo [4];
• Mantenimiento inadecuado de los activos. Los equipos requieren una serie de procedimientos para su mantenimiento y durabilidad, y cuando este proceso no se lleva a cabo correctamente, se convierte en otra fuente de riesgo a tener en cuenta.

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:

Figura 1: Etapas de la metodología CARE.

Este artículo pretende dilucidar la aplicación de todas las etapas de la metodología creada por Kot y mostrar las ganancias en fiabilidad y seguridad para las operaciones de uno de sus 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.

El proceso de auditoría consistió en visitas y seguimiento de las actividades diarias de mantenimiento, entrevistas con los empleados y un análisis exhaustivo de la documentación sobre los activos y sus planes de mantenimiento. Este trabajo permitió identificar los puntos de vulnerabilidad en el proceso interno del cliente y, a continuación, proporcionar recomendaciones detalladas para garantizar procedimientos capaces de prevenir escenarios no deseados que podrían conducir a la pérdida de vidas humanas, pérdidas financieras, daños al medio ambiente e incluso pérdidas de reputación [2].

Inspección de activos

Una etapa fundamental de la metodología CARE es la inspección de los activos. Durante el seguimiento in situ realizado a lo largo de 10 meses, se inspeccionó el 100% de las 26 estructuras que componen el proceso de producción de la terminal portuaria. En esta fase, se trató con prontitud cualquier no conformidad crítica.

Las inspecciones se realizaron de forma visual y sensible, complementadas con pruebas no destructivas como ultrasonidos y líquidos penetrantes. Durante esta etapa, que se muestra en la figura 2, se identifican las no conformidades estructurales como: degradación de la pintura, corrosión, deformaciones, grietas, así como otras no conformidades visibles a simple vista.

Figura 2: Inspección visual de los activos.

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.

Figura 3: Prueba de ultrasonidos en soldaduras.

Figura 4: Prueba de líquidos penetrantes - Aplicación (a) y revelación (b).

Verificación estructural de proyectos

A continuación se llevaron a cabo comprobaciones de diseño estructural (metal y hormigón) y mecánico de los 26 activos de las terminales portuarias. Las comprobaciones de diseño implican el uso de conocimientos técnicos de ingeniería, combinados con recursos informáticos para cotejarlos con los criterios reglamentarios, con el fin de garantizar que los activos se adhieren a un nivel de riesgo considerado aceptable.

El proceso de verificación estructural consta de una fase de evaluación de toda la documentación del activo, seguida de la preparación de un modelo informático mediante software de elementos finitos. A modo de ejemplo, la figura 5 muestra el modelo de elementos finitos de una recuperadora de rueda de cangilones, encargada de extraer el material de las pilas de productos y cargarlo desde la línea de expedición hasta el muelle de carga.

Figura 5: Modelo de elementos finitos de una recuperadora de rueda de cangilones.

En el modelo informático se definen las propiedades de los materiales, las propiedades geométricas y las condiciones de contorno, como las restricciones y las cargas actuantes. A continuación se realizan los análisis de verificación, como el análisis de tensiones actuantes (figura 6) y el análisis de pandeo local (figura 7), que se utilizaron para evaluar la recuperadora de rueda de cangilones.

Figura 6: Resultado del análisis estático del portal de recuperación.

Figura 7 : Resultado del análisis de pandeo local del pórtico del recuperador - Representación gráfica del vector propio.

Los resultados de los análisis estructurales se toman como base para definir la estrategia de adaptación y revitalización del activo. Factores como la criticidad de los fallos, la probabilidad de que se produzca un suceso indeseable y la posibilidad de adoptar medidas inmediatas de prevención y/o mitigación deben tenerse en cuenta hasta que se haya definido y aplicado debidamente la estrategia de intervención.

Supervisión

En los casos en que el análisis estructural indique la necesidad de supervisión o confirmación sobre el terreno de la necesidad real de refuerzo, pueden utilizarse técnicas de adquisición de datos. Las figuras 8 y 9 ilustran la situación en la que fue necesario calibrar el modelo informático, basándose en la metodología de obtención de tensiones/deformaciones mediante galgas extensométricas.

Figura 8: Colocación del sensor de deformación.

Figura 9: Resultado del análisis extensométrico.

Los datos recogidos sobre el terreno, para los distintos regímenes de funcionamiento, se comparan con los resultados numéricos obtenidos mediante el modelo informático, lo que indica la necesidad de calibrar y ajustar los cálculos para representar con mayor asertividad la condición sobre el terreno.

Proponer soluciones

En los casos en que los análisis estructurales, el monitoreo o las inspecciones indiquen la necesidad de intervención estructural en el equipo, se evalúan las mejores alternativas de refuerzo, teniendo en cuenta aspectos como el costo, la eficiencia, el tiempo y el riesgo en el proceso de implementación. Para la disconformidad de diseño identificada en las Figuras 6 y 7, en el pórtico de la recuperadora de rueda de cangilones, se propuso el refuerzo mostrado en la Figura 10 a continuación:

Figura 10: Exemplo de proposta de reforço estrutural.

Supervisión de la aplicación de soluciones

Como parte del apoyo prestado por Kot para la revitalización estructural de los activos, además del diseño de los refuerzos, se llevó a cabo un seguimiento in situ de la instalación. De este modo, es posible evaluar el cumplimiento de los requisitos reglamentarios y, en consecuencia, la eficacia del refuerzo propuesto. La figura 11 muestra la ubicación del refuerzo anteriormente indicado en la figura 10. La figura 12 muestra el seguimiento y la validación del refuerzo mediante una prueba de líquidos penetrantes no destructibles.

Figura 11: Reforço estrutural instalado.

Figura 12: Control y ensayo con líquidos penetrantes de la armadura.

Conclusión

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.

Figura 13: Recopilación de acciones para la revitalización estructural.

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.

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