“Eu preciso começar uma jornada de integridade estrutural na minha organização, devido ao estado atual dos meus ativos. Por onde devo começar?”
Esse questionamento surge com frequência no nosso dia a dia. Muitas vezes vindo de técnicos, engenheiros, gestores, diretores e demais profissionais que têm a missão de manter a integridade estrutural de ativos e ao mesmo tempo atender aos seus indicadores de produção. Esses ativos geralmente são complexos e de alta responsabilidade, o que faz com que necessitem de operar com a devida segurança e cumprir as devidas metas de produção simultaneamente.
Caso o presente leitor atue em setores como energia, agro, óleo e gás, mineração, siderurgia, logística (ferroviário, rodoviário e portuário), infraestrutura ou qualquer outro ambiente industrial, certamente já tomou conhecimento de algum cenário estrutural desagradável, seja no nosso país, no estrangeiro, na literatura, no noticiário ou na vivência profissional.
Nesses contextos, situações desconfortáveis provavelmente foram percebidas, tais como falhas inesperadas, manutenções com custos elevados, paradas que não tenham sido planejadas e riscos operacionais que afetam o desempenho e a produção. Além disso, muitas vezes esse tipo de evento pode afetar também a tranquilidade, clima e segurança da equipe, gerando efeitos indesejados intangíveis. O impacto pode ir muito além dos prejuízos palpáveis e mensuráveis, pois uma falha estrutural pode gerar um viés negativo à imagem institucional da empresa.
Em ambientes industriais, a estrutura é muito mais do que o que se vê. Por trás de cada estrutura metálica ou de concreto, equipamentos e demais ativos, existe uma engrenagem silenciosa que sustenta toda a operação da organização. Infelizmente, muitas vezes, poucos se dão conta dessa engrenagem chamada integridade estrutural até que eventos indesejáveis de grande repercussão aconteçam.
Neste artigo, o leitor perceberá de forma simples e direta como a integridade estrutural pode transformar a realidade do seu ativo específico ou da sua planta por meio do entendimento dos quatro pontos básicos:
- O que é, na prática e no dia a dia, integridade estrutural?
- Quais são as dores mais comuns que levam as pessoas à implementação da integridade estrutural para seus ativos?
- Quais são os ganhos esperados que a minha organização pode obter com a implantação do programa?
- Quais são as etapas iniciais da implantação de um programa de integridade estrutural que posso aplicar para meus ativos?
1. O que é, na prática e no dia a dia, integridade estrutural?
Em sua essência, a integridade estrutural é a capacidade de estruturas metálicas, mistas e de concreto, ou equipamentos, operarem com a devida segurança e o desempenho especificado em projeto ao longo de sua vida útil projetada. Na prática, isso significa o ativo funcionar em conformidade com a especificação técnica de compra, seus parâmetros de operação e respectivas normas técnicas nacionais e internacionais.
Mais do que prevenir colapsos ou evitar danos aparentes flagrantes, a integridade estrutural busca garantir durabilidade dos ativos de forma econômica, disponibilidade operacional e confiabilidade. Esse cuidado no dia a dia resulta em ambientes muito mais seguros, operações mais estáveis e plantas industriais mais eficientes e sustentáveis do ponto de vista técnico e ao mesmo tempo econômico.
A jornada da integridade estrutural começa com a consciência de que é necessário conhecer melhor os seus ativos. Nesse sentido, a organização como um todo adotar uma postura mais proativa, preventiva e técnica diante da manutenção é primordial. Ao invés de se reagir às falhas de forma corretiva, é possível preventivamente e proativamente antecipá-las com metodologias confiáveis e largamente utilizadas, evitando prejuízos e riscos não previstos. É ter uma visão um pouco mais aguçada principalmente sob o ponto de vista da segurança do trabalho. Dessa maneira, os participantes da integridade de ativos devem ter em mente que a falha provavelmente irá acontecer se não tivermos qualquer ação sobre o objeto. Então, o que nós vamos fazer por meio da nossa avaliação para que essa falha não aconteça?
Para avaliação da integridade, é importante se atentar a fatores como: a carga suportada pelas estruturas/equipamentos, uma eventual existência de danos, o histórico de manutenção e as condições reais de uso.
O objetivo da realização de boas práticas em qualquer estudo sério de integridade estrutural é evitar o acontecimento de falhas críticas, aumentar a vida útil e a confiabilidade das estruturas e alcançar tudo isso com o menor custo possível.
Como exemplo de uma falha muito comum, pode-se visualizar na Figura 1 uma corrosão com elevado grau de severidade encontrada em um perfil metálico, mapeada pela equipe de inspeção da Kot em um serviço realizado para um determinado cliente.
Figura 1: Corrosão severa em perfil metálico. Fonte: Acervo Kot.
2. Quais são as dores mais comuns que levam as pessoas à implementação da integridade estrutural para seus ativos?
As razões que podem levar uma determinada organização a querer implantar um programa de integridade estrutural podem ser variadas e completamente diferentes. De forma a facilitar o entendimento desses motivos, um compilado com algumas dessas dores e situações está apresentado na Tabela.1.
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Ordem
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Dores
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Situações
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Eventuais consequências que podem ser percebidas
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1
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Riscos de eventuais falhas com impacto sensível sobre as pessoas, as operações e/ou meio ambiente.
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Trincas e descontinuidades em estruturas metálicas, mistas ou de concreto; Corrosão severa; Relatos recorrentes sobre instabilidade, vibração e/ou deformações.
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Risco elevado de colapso estrutural relevante, acidentes graves ou interdição do sistema produtivo.
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2
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Paradas corretivas frequentes.
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Ativos que exigem corretivas constantes; Perda de produção por falhas em ativos críticos.
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Perda de controle dos custos de manutenção, queda de produtividade e pressão sobre a manutenção.
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3
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Ausência de dados para justificar investimentos na melhoria dos ativos.
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Equipe envolvida percebe o risco elevado. Entretanto, não consegue comprovar tecnicamente para a alta direção com dados; A gestão ou alta direção requer embasamento técnico e financeiro para liberar orçamento para a realização de uma revitalização estrutural.
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Eventuais decisões de manutenção sem uma sólida fundamentação e evidência técnica.
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4
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Receio de não conformidades em auditorias internas/externas, fiscalizações governamentais e/ou acidentes com grande repercussão.
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Inspeções internas ou externas indicariam não conformidades estruturais; Preocupações relevantes sobre responsabilidades na esfera civil, criminal ou ambiental devido à sinistros.
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Risco do recebimento de multas, interdições de operação da organização ou danos institucionais.
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5
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Manutenções mal realizadas e/ou sem controle técnico.
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Reparos improvisados, sem verificação por cálculo estrutural ou técnicas consagradas de engenharia; Ausência de padrão técnico nas intervenções (exemplo: soldas com defeito, uso de materiais inadequados).
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Risco do recebimento de multas, interdições de operação da organização ou danos institucionais.
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6
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Dificuldade em priorizar intervenções.
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Muitos ativos com falhas, mas sem clareza de onde agir primeiro; Equipes operacionais e de manutenção desalinhadas.
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Alocação ineficiente de recursos e aumento dos riscos.
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7
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Necessidade de prolongar a vida útil dos seus ativos.
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Estruturas antigas ou obsoletas que ainda são críticas na operação; Interesse econômico em evitar grandes investimentos em CAPEX com substituição total do ativo.
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Busca por soluções técnicas para continuar operando com segurança, dentro da vida útil estendida.
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Tabela.1: Dores mais comuns que levam as pessoas à implementação da integridade estrutural para seus ativos.
3. Quais são os ganhos esperados que a minha organização pode obter com a implantação do programa?
Os benefícios podem ser técnicos, financeiros e/ou operacionais. Ao longo das décadas de experiência da Kot Engenharia no fornecimento desse tipo de solução, tem-se percebido que o impacto vai muito além dos números frios e tangíveis. Benefícios intangíveis como equipes mais confiantes, melhor clima organizacional, processos mais organizados e decisões baseadas em dados são marcas de plantas industriais que investem na integridade estrutural.
As indústrias operam com margens de risco e lucro que não admitem improvisos. Um equipamento fornecido que tenha sido projetado com um erro de cálculo relevante, construído ou montado sem seguir as boas práticas de Engenharia, uma trinca não detectada, ou uma corrosão ignorada podem representar não apenas perdas financeiras, mas também riscos à segurança de pessoas e ao meio ambiente.
Na prática, empresas que investem na gestão da integridade estrutural obtêm ganhos claros como:
- Diminuição de incidentes que poderiam causar impactos nas esferas pessoal, ambiental, financeira e/ou institucional;
- Aumento da disponibilidade dos ativos por meio da redução de falhas e um menor número de paradas emergenciais, proporcionando maior produtividade/produção;
- Conformidade com normas técnicas e auditorias, proporcionando atendimento facilitado à eventuais exigências legais e certificações técnicas que sejam necessárias;
- Maior controle e previsibilidade nos custos de manutenção, bem como redução de custos com manutenção corretiva.
4. Quais são as etapas iniciais de uma gestão da integridade estrutural?
O processo de implantação da integridade não é único nem padronizado. Sendo assim, vários caminhos levam a Roma e não existe um único a seguir. Ele deve ser adaptado à realidade de cada planta, cultura, procedimentos corporativos (entre outras razões) e muitas vezes são escritos por “várias mãos” para um melhor atendimento do cliente final. Entretanto, existe um fluxo técnico recomendado que tem se mostrado eficaz e este é apresentado nos subitens a seguir.
4.1 Cadastramento e hierarquização dos ativos
O primeiro passo da jornada da integridade estrutural deve ser conhecer bem os ativos que são objeto de estudo. Afinal, qual é o tamanho, quantidade e diversidade dos ativos que estão sob a minha responsabilidade? Nesse processo, é importante mapear sua localização, identificar materiais, métodos construtivos e características importantes, além de entender a função e importância de cada estrutura dentro do processo produtivo objeto do estudo. É avaliar como os componentes do sistema em análise compõem e são importantes dentro daquele microuniverso.
Para a modelagem do programa de integridade estrutural, a hierarquização dos ativos é fundamental. Sabe-se que nem todos os ativos têm o mesmo nível de criticidade dentro de um processo. Por exemplo, uma correia transportadora que integra o único caminho de escoamento (linha singela) de minério para o carregador de navios terá sempre prioridade de atenção sobre um determinado ativo que tem várias redundâncias em caso de uma eventual falha. Outro exemplo, uma ponte singela de uma ferrovia pode representar o estrangulamento do seu funcionamento tornando-se uma estrutura de elevada criticidade.
4.2 Inspeção sensitiva inicial
Com base no mapeamento realizado, inicia-se uma inspeção técnica sensitiva. Tal técnica envolve observar visualmente e de forma tátil deformações, flexões, flambagens, descontinuidades, trincas, corrosões, falta de elementos de fixação, desalinhamentos, vibrações e outros sinais de falhas. Na Figura 3 pode ser visualizada uma inspeção realizada pela equipe da Kot em uma passarela.
Figura 3: Inspeção visual em passarela. Fonte: Acervo Kot.
Neste ponto, é importante colocar uma questão que a ciência tem conhecimento e que ressalta a importância de se ter uma empresa como a Kot para a realização das inspeções necessárias. Na prática, os profissionais que são excessivamente familiarizados visualmente com o seu ambiente de trabalho, tendem a apresentar uma habitual perda de percepção das não conformidades, o que pode comprometer a eficácia das inspeções. Essa distração natural pode ser causada por vários fatores, tais como os seguintes comportamentos:
- Cegueira por familiaridade (Familiarity Blindness ou Inattentional Blindness):
- A mente humana muitas vezes deixa de perceber anomalias em ambientes conhecidos por causa da sua acomodação cognitiva e/ou visual;
- Viés de normalização (Normalization of Deviance):
- Desvios estruturais começam a se tornar aceitos como “normais” durante o dia a dia por não causar falhas catastróficas imediatas, alavancando a tolerância ao risco nos colaboradores diretamente envolvidos.
Outro ponto a ser considerado pelo cliente numa eventual escolha da Kot é a expertise nas diversas indústrias e corpo técnico multidisciplinar nas áreas da engenharia mecânica, civil, elétrica, eletrônica e materiais, que trabalham em conjunto com inspetores qualificados para a execução e elaboração dos pareceres e laudos técnicos. Além de todo o acervo histórico e know-how de cálculo de estruturas, monitoramento, inspeções e investigação de sinistros construído nas últimas décadas.
4.3 Emissão de notas técnicas e acompanhamento das ações
As falhas identificadas geram recomendações técnicas que devem ser realizadas pela equipe de manutenção. Neste ponto, a atuação e acompanhamento de uma engenharia especializada é essencial. É a melhor decisão para garantir que os reparos estejam em conformidade com os procedimentos internos do cliente, padrões e normas aplicáveis.
A realização de um acompanhamento técnico independente durante os serviços pode evitar erros comuns, como soldagens mal executadas que podem gerar novas trincas ou acelerar processos corrosivos, equívocos de montagem, não atendimento à procedimentos, torqueamento inadequado de juntas parafusadas, entre outros desvios de conformidade. Sempre é primordial garantir que as ações requeridas estejam alinhadas com as boas práticas e normas de Engenharia.
Infelizmente, ações corretivas mal elaboradas podem ter um efeito nocivo e diminuir a vida útil do ativo. Nesse sentido, programas mal estruturados de integridade estrutural muitas vezes falham no acompanhamento técnico durante a implantação das ações requeridas.
4.4 Inspeções de rotina e reavaliação contínua
A gestão de integridade estrutural é um processo contínuo de coleta de dados e informações para a tomada de decisões importantes pela organização. Na nossa vida pessoal, é comum fazermos check-ups médicos durante um intervalo de tempo. Da mesma maneira que na medicina, na integridade estrutural as inspeções periódicas e de rotina são necessárias para garantir que os ativos mantenham a capacidade de operação com segurança ao longo do tempo.
Lamentavelmente, se as inspeções de rotina e reavaliações permanentes da integridade não forem feitas, pode-se perder todo um excelente trabalho que foi realizado competentemente nas etapas anteriores. Muitas vezes a própria corrosão devido às intempéries, por exemplo, exige essa rotina consolidada.
5. Métodos além da análise sensitiva
Se a inspeção sensitiva detectar patologias que exijam um entendimento mais detalhado, é possível utilizar técnicas mais avançadas para avaliar a integridade. É lógico que a seleção e aplicação da melhor técnica dependerá do tipo de estrutura ou equipamento, materiais envolvidos, condições ambientais e da gravidade dos problemas identificados. Nesse cenário, a Kot Engenharia emprega várias técnicas, incluindo:
5.1 Análise de vibrações
A análise de vibrações é essencial para identificar desequilíbrios em componentes como tambores, polias, rolamentos e eixos, além de verificar o balanceamento de máquinas, vibrações excessivas, problemas de conforto humano, ressonâncias e outras questões. Para este ensaio, podem ser empregados sensores ou câmeras especiais para detectar níveis de vibração superiores ao tolerável, o que pode sinalizar possíveis falhas. A Figura 4 apresenta uma coleta de dados conduzida pela Kot, empregando a análise de vibrações por meio de imagens.
Figura 4: Coleta de dados de vibração por imagem. Fonte: Acervo Kot.
5.2 Ensaios não destrutivos (ENDs) para metálicas e concreto
As ferramentas que podem ser utilizadas para estruturas metálicas englobam métodos como ultrassom, líquido penetrante, partículas magnéticas e drones. São essenciais na inspeção de soldas, chapas metálicas e componentes estruturais.
Para concreto, ensaios como pacometria, ultrassom, tomografia e GPR (Ground Penetrating Radar) permitem verificar a presença de armaduras, vazios, fissuras e outras não conformidades em estruturas civis. Para inspeção de píeres e pontes sobre rios, por exemplo, a Kot conta com veículo subaquático operado remotamente (ROV – Remotely Operated Vehicle). Na Figura 5 pode ser visualizada a realização de ensaio não destrutivo em concreto realizado pela equipe da Kot Engenharia. Na Figura 6 é possível visualizar alguns dos ROVs próprios utilizados pela Kot no atendimento a seus clientes.
Figura 5: Ensaios não destrutivos em concreto. Fonte: Acervo Kot.
Figura 6: Veículos operados remotamente. Fonte: Acervo Kot.
5.3 Inspeção baseada em risco (Risk Based Inspection [RBI])
Essa metodologia utiliza como exemplo uma matriz causa x probabilidade para garantir a integridade estrutural do ativo, categorizando regiões com maior probabilidade de falha e maior severidade (impacto operacional, econômico, humano e no meio ambiente). Desta forma, os envolvidos no estudo podem hierarquizar as ações requeridas para soluções das não conformidades estruturais de acordo com a sua gravidade.
Ao fim do dia, as ações urgentes em ativos críticos serão direcionadas para tratamento imediato e ações menos urgentes em ativos menos críticos poderão ser programadas para o melhor momento.
6. De que maneira a Kot Engenharia pode auxiliar?
Com presença internacional em mais de 15 países e mais de 30 anos de experiência no mercado de soluções para integridade estrutural, a Kot Engenharia combina expertise técnica com ferramentas como: método dos elementos finitos (FEA), inspeções de campo, monitoramento instrumentado de ativos e supervisão de montagens. É o casamento entre a teoria e a prática. É a combinação do escritório com o campo.
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