A garantia da segurança e durabilidade de espessadores de grande porte exige diagnósticos integrados e precisos. Neste estudo, a Kot Engenharia realizou a avaliação estrutural completa de um espessador de concentrado que apresentava fissuras, vazamentos e falhas de impermeabilização. Através de inspeção visual detalhada com classificação pela Matriz GUT, ensaios de campo (carbonatação, esclerometria, ultrassonografia e pacometria) e modelagem por elementos finitos, identificou-se concreto de baixa qualidade e corrosão no costado interno e na galeria de acesso. A solução corretiva aliou reforços metálicos locais à aplicação de mantas de fibra de carbono, restabelecendo a capacidade resistente do ativo de forma rápida e sem demolições.

Quer entender detalhadamente como cada ensaio foi aplicado e conferir os modelos computacionais desse projeto? Continue a leitura do artigo abaixo!

Introdução

Espessadores de concentrado são equipamentos essenciais em plantas de beneficiamento mineral, desempenhando papel crítico no adensamento de polpas e no desempenho global do processo produtivo. Devido às suas grandes dimensões, geometrias complexas e condições severas de operação, essas estruturas estão sujeitas a esforços elevados e a mecanismos progressivos de deterioração ao longo de sua vida útil. Assim, a avaliação da integridade estrutural torna-se fundamental para garantir segurança operacional, confiabilidade e durabilidade do ativo.

Nesse sentido, este artigo apresenta um estudo conduzido pela Kot Engenharia voltado à inspeção, análise estrutural e proposição de soluções corretivas em um espessador de grande porte. Desse modo, o objetivo é demonstrar como uma abordagem integrada, combinando inspeções em campo, ensaios técnicos e modelagem numérica, permite identificar as causas das manifestações patológicas observadas e direcionar intervenções eficientes, alinhadas às reais necessidades do ativo.

Caracterização do ativo e escopo da avaliação

A Kot Engenharia foi responsável pela avaliação estrutural de um espessador de concentrado, abrangendo sua base em concreto armado, costado, estruturas subterrâneas e estruturas metálicas associadas. Trata-se de um equipamento de grande porte, cuja dimensão e geometria demandaram estudos aprofundados do comportamento estrutural. A Figura 1 apresenta a região interna do espessador.

O ativo apresentava manifestações patológicas relevantes, como fissuras, vazamentos, falhas no sistema de impermeabilização e defeitos na manta asfáltica. Diante dessas condições, o estudo foi conduzido não apenas para compreender os efeitos visíveis, como também também para identificar as causas estruturais que comprometiam o desempenho do sistema. Essa precisão no diagnóstico foi resultado de uma definição criteriosa do escopo, construída a partir de uma escuta técnica atenta às demandas do cliente, assegurando total alinhamento entre os objetivos do estudo e os desafios apresentados pelo ativo.

Figura 1: Área interna do espessador.

Inspeções e ensaios para diagnóstico estrutural 

Para o diagnóstico, foram realizadas inspeções em campo, ensaios não destrutivos e semi-destrutivos, registros fotográficos e levantamento detalhado das condições estruturais.

Em primeiro lugar, durante o serviço de campo, foi realizada inspeção visual minuciosa com o objetivo de verificar a condição estrutural geral. O levantamento permitiu o mapeamento sistemático das manifestações patológicas, possibilitando a classificação dos danos por meio da matriz GUT e a definição de prioridades para ações corretivas. Nesse sentido, essa etapa foi essencial para direcionar as intervenções de forma objetiva, garantindo foco nas regiões mais críticas. As Figuras 2.1, 2.2, 2.3 e 2.4 apresentam exemplos das manifestações patológicas identificadas nas estruturas do espessador.

Figuras 2.1, 2.2, 2.3 e 2.4: Manifestações patológicas identificadas.

Posteriormente, foram executados ensaios na laje de fundo, costados interno e externo e no fosso do ativo, fundamentais para avaliar a integridade do concreto e identificar sinais de deterioração. Os ensaios indicaram avanço de carbonatação, com risco potencial de corrosão das armaduras, enquanto a esclerometria confirmou valores de resistência à compressão, compatíveis com os parâmetros de projeto. A ultrassonografia, associada à pacometria, revelou descontinuidades internas e variações de qualidade do concreto. Os pontos de ensaio foram previamente definidos e estão ilustrados na Figura 3.

Figura 3: Mapa geral de locação dos pontos de ensaio.

Contudo, os resultados evidenciaram que, mesmo com resistência mecânica global satisfatória, havia comprometimentos de durabilidade em regiões específicas, como o costado interno e a galeria de acesso, com ocorrência de corrosão e concreto de baixa qualidade.

Modelagem numérica e análise estrutural 

Com base nos dados obtidos em campo, a Kot Engenharia desenvolveu modelos computacionais detalhados do espessador e de suas estruturas associadas. Foram realizadas análises em elementos finitos para avaliação dos esforços atuantes e verificação da capacidade resistente, de acordo com critérios normativos vigentes. As Figuras 4.1 e 4.2 apresentam os modelos computacionais utilizados para a avaliação das estruturas em concreto armado e metálicas.

Figura 4.1: Arranjo geral (Femap with NX/Nastran). Adaptada.

Figura 4.2: Estrutura metálica da plataforma (Procal 3D).

Dessa forma, a análise integrada permitiu correlacionar os resultados numéricos com as evidências observadas em campo, confirmando as regiões mais solicitadas e aquelas com maior vulnerabilidade estrutural, fornecendo base técnica sólida para a definição das soluções de reforço.

Propostas de intervenção e reforço estrutural

Após a conclusão das avaliações estruturais, portanto, foram propostas ações corretivas e de reforço com o objetivo de restabelecer a integridade e prolongar a vida útil da estrutura. As medidas incluíram reforço localizado das armaduras, reinstalação do sistema de impermeabilização, melhorias na plataforma metálica com substituição de elementos e reforço de componentes estruturais, além da aplicação de mantas de fibra de carbono em áreas críticas.

Com efeito, a adoção combinada de reforços metálicos e sistemas com fibra de carbono proporcionou soluções eficientes e de rápida execução, conciliando aumento de capacidade resistente e controle de deformações, sem a necessidade de grandes demolições. As Figuras 5.1 e 5.2 ilustram parte das soluções recomendadas.

Figura 5.1: Reforço em manda de fibra de carbono – costado.

Figura 5.2: Reforço metálico – Casa de bombas.

Conclusão

O estudo evidenciou a importância de uma abordagem integrada para a avaliação da integridade estrutural de ativos industriais de grande porte. A combinação entre inspeções em campo, ensaios técnicos e modelagem numérica permitiu um diagnóstico confiável e a definição de soluções precisas, alinhadas às reais necessidades do espessador.

Nesse sentido, a experiência apresentada reforça a expertise da Kot Engenharia na condução de avaliações estruturais complexas, oferecendo soluções que garantem segurança, desempenho e durabilidade aos ativos industriais. Por fim, empresas que buscam aumentar a confiabilidade de suas estruturas e reduzir riscos operacionais podem contar com a Kot para desenvolver diagnósticos completos e estratégias de intervenção assertivas.

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FAQ

1. Quais principais problemas e manifestações patológicas foram encontrados no espessador?

O ativo inspecionado apresentava danos superficiais e estruturais relevantes que comprometiam o seu desempenho operacional. Entre os principais problemas mapeados pela equipe técnica estavam a presença de fissuras, pontos de vazamento de polpa, falhas visíveis no sistema de impermeabilização e defeitos na integridade da manta asfáltica protetora.

2. Como a Matriz GUT foi utilizada na etapa de inspeção em campo?

A Matriz GUT (Gravidade, Urgência e Tendência) foi aplicada logo após a inspeção visual minuciosa para realizar o mapeamento sistemático e a classificação de todos os danos encontrados. Essa metodologia permitiu pontuar e ordenar a criticidade de cada manifestação patológica, definindo com clareza as prioridades para as ações corretivas focadas nas regiões que ofereciam maior risco ao ativo.

3. Quais ensaios foram executados para avaliar as condições do concreto estrutural?

Para diagnosticar a qualidade do concreto na laje de fundo, nos costados e no fosso, foram combinados ensaios destrutivos e semi-destrutivos. O ensaio de carbonatação alertou para o risco de corrosão; a esclerometria confirmou que a resistência global à compressão estava dentro dos parâmetros de projeto; e os ensaios de ultrassonografia e pacometria revelaram descontinuidades internas e variações locais na qualidade do material.

4. De que forma a modelagem por elementos finitos (FEM) contribuiu para o diagnóstico?

A Kot Engenharia construiu modelos computacionais tridimensionais detalhados tanto das estruturas de concreto armado quanto das plataformas metálicas do espessador. Essas simulações numéricas permitiram calcular os esforços atuantes e verificar a capacidade resistente real do equipamento de acordo com as normas vigentes, correlacionando os dados virtuais com as falhas vistas em campo para validar os pontos de maior vulnerabilidade.

5. Quais foram as soluções de reforço propostas para reabilitar o espessador?

Com base na análise integrada, a engenharia desenhou um plano de intervenção combinada para prolongar a vida útil do ativo. As soluções propostas englobaram o reforço localizado das armaduras, a reinstalação completa da impermeabilização, a substituição e reforço de elementos na plataforma metálica e na casa de bombas, além da aplicação de mantas de fibra de carbono nas áreas críticas do costado, garantindo um reparo rápido e sem necessidade de demolições.