Operar, ampliar ou reformar uma planta industrial sem a documentação As Built ou As Is atualizada coloca a segurança estrutural em risco. O levantamento estrutural da Kot Engenharia combina Ensaios Não Destrutivos (END) e destrutivos pontuais para mapear a estrutura interna do concreto e obter geometrias complexas em 3D sem interromper sua operação.  Veja como recuperar o controle técnico e a real capacidade de carga dos seus ativos.

1. Levantamento estrutural de edificações: como agir quando não há projetos disponíveis? 

Os projetos de uma edificação desempenham um papel vital em todas as fases da vida de um ativo, desde a concepção ao descomissionamento. Nesse sentido, o levantamento estrutural, ou seja, a consulta a informações estruturais, pode ser necessário durante todas as fases de um ativo por diversas razões.

Manter o acervo de projetos e documentos técnicos organizados e em formato digital de alta resolução, com backups e controle rigoroso de emissões e revisões, é crucial. Isso porque essa ação proporciona segurança estrutural, agilidade na tomada de decisões, redução de horas em serviços de inspeção ou projetos de ampliação, aumento do valor agregado do ativo, entre outros benefícios.

Prédio de processo em uma mineração.

Quando os projetos estruturais não estão disponíveis, não foram verificados (‘As built’) ou não foram atualizados após modificações (‘As is’), faz-se necessário o levantamento de informações em campo. Além disso, a obtenção das informações em campo pode ser realizada para todos os tipos de estruturas e materiais como: concreto armado, protendido, metálico, madeira, alvenaria, polímeros reforçados com fibras e estruturas de terra.

Quando se trata de estruturas de concreto armado, concreto protendido e estruturas mistas, o levantamento das informações irá empregar algumas das técnicas destrutivas ou não destrutivas apresentadas a seguir:

2. Levantamento estrutural por determinação de espessura por tomografia ultrassônica

A tomografia ultrassônica técnica, também conhecida como phased array, utiliza ondas ultrassônicas para mapear a espessura de elementos estruturais, identificando vazios internos e diferentes camadas. Sendo assim, ele é eficiente na realização do levantamento estrutural em elementos de até 180 cm de espessura.

Ensaio de tomografia ultrassônica do concreto.

Apresentação dos resultados obtidos na IHM do tomógrafo.

3. Determinação de comprimento/profundidade por PIT

Ideal para fundações e elementos verticais, o PIT mede o tempo de trânsito de pulsos ultrassônicos para determinar comprimento ou profundidade.  Da mesma forma, também detecta variações geométricas e alterações de engastamento. Assim, a precisão pode requerer verificação por métodos complementares para a produção de um levantamento estrutural eficiente.

Exemplo de ensaio PIT.

Esquemático de obtenção do comprimento do chumbador.

4. Levantamento estrutural por levantamento de armaduras, chumbadores e outros materiais por georadar

As ondas eletromagnéticas emitidas pelo equipamento permitem a localização de armaduras, chumbadores, vazios e alterações no concreto ou solo.  Dessa forma, a escolha da frequência interfere a resolução e a profundidade de penetração.

Ensaio GPR de concreto.

IHM do equipamento GPR.

GPR de solo.

5. Levantamento e diâmetro de armação por detecção magnética

Detectores magnéticos utilizam o princípio da corrente parasita para identificar e estimar o diâmetro de barras de aço. Dessa forma, quando limitado a profundidades de até 20 cm, a recomendação, portanto, é pela amostragem semi-destrutiva, por meio do ensaio de Pacometria.

Examplo de ensaio de pacometria.

6. Levantamento estrutural por determinação da resistência à compressão e módulo de elasticidade

Ultrassonografia, esclerometria e extração de testemunhos permitem a obtenção da estimativa precisa da resistência à compressão e do módulo de elasticidade do concreto.  Dessa maneira, ensaios não destrutivos complementares validam a homogeneidade e diminuem a necessidade de amostras. Consequentemente, isso possibilita a redução do tempo de trabalhos em campo, exposição ao risco e paradas operacionais.

Extração de testemunho.

Ensaio de ultrassom.

Ensaio de esclerometria.

7. Levantamento geométrico por escaneamento a laser ou fotogrametria

Em estruturas complexas, ou com grandes dimensões, com ausência ou deficiência no projeto estrutural, é essencial realizar o escaneamento a laser, obtendo nuvens de pontos e modelos virtuais de alta precisão. Assim, possibilita a obtenção detalhada da geometria e dimensões de elementos estruturais e equipamentos. Além disso, as nuvens de pontos podem ser utilizadas para acompanhar movimentações ou modificações na estrutura.

Equipamento de escaner a laser 3D.

Modelo tratado obtido a partir do escaneamento.

Modelo tratado obtido a partir do escaneamento.

8. Como o levantamento estrutural em campo viabiliza decisões técnicas seguras

As técnicas apresentadas são eficazes para avaliar estruturas existentes, obtendo, dessa forma, a maior parte das informações necessárias e com alta confiabilidade. Esse pacote de dados e informações, levantadas em campo, permite que as estruturas sejam calculadas e avaliadas para aquela condição de operação do ativo, levando em consideração sua situação de campo, desde reforços à danos estruturais não visíveis.

Sendo assim, utilizando as técnicas e equipamentos adequados, por profissionais especialistas, as informações necessárias e particulares de cada um dos ativos a serem avaliados são obtidas com precisão. Portanto, isso proporciona clareza e objetividade às eventuais intervenções necessárias para uma operação eficiente e segura dos ativos.

Levantamento estrutural é com a Kot Engenharia

Se você, assim como nossos mais de 150 clientes, busca soluções especializadas em análise estrutural ou prevenção de falhas como deformações, vibrações e corrosão, consulte nossa equipe e conte com a Kot Engenharia.

Desde 1993, oferecemos serviços de consultoria em engenharia por meio de estudos técnicos com o uso de ensaios não destrutivos, instrumentação de campo e simulações computacionais (FEM, DEM e CFD) para diagnósticos de alta complexidade em estruturas de concreto, metálicas e equipamentos industriais.

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FAQ

1. O que deve ser feito quando uma planta industrial não possui os projetos estruturais originais atualizados?

Na ausência de documentação técnica confiável, é mandatório realizar um levantamento estrutural de campo. Esse processo consiste em mapear a geometria externa e investigar a composição interna dos elementos estruturais por meio de ensaios físicos. Em vez de realizar demolições às cegas, a engenharia utiliza equipamentos tecnológicos para identificar a presença de armaduras, diâmetro de barras, integridade de fundações e a qualidade mecânica do material, recriando as premissas necessárias para recalcular a estrutura com segurança.

2. Como funciona a tomografia ultrassônica (phased array) no concreto e quais são os seus limites?

A tomografia ultrassônica emite ondas mecânicas de alta frequência através do elemento de concreto e capta os ecos que retornam à superfície. Como diferentes materiais, interfaces e anomalias alteram a velocidade de propagação do som, o equipamento processa os sinais e gera uma imagem interna detalhada. Ela é altamente eficiente para mapear a espessura de paredes e lajes massivas de até 180 cm de profundidade, sendo muito utilizada para identificar vazios internos, falhas de concretagem (ninhos) e descontinuidades.

3. Qual é a diferença prática entre o uso do Georadar (GPR) e da Pacometria no levantamento de armaduras?

Embora ambos localizem elementos embutidos no concreto, eles operam por princípios físicos distintos e para finalidades diferentes:

• Georadar (GPR): Emite ondas eletromagnéticas e é ideal para varrer grandes áreas. Identifica não apenas a malha de aço, mas também dutos plásticos, vazios e variações de solo, alcançando maiores profundidades.

• Pacometria (Detecção Magnética): Baseia-se no princípio de correntes parasitas magnéticas. Possui profundidade limitada (geralmente até 20 cm), mas oferece uma precisão muito superior para estimar o diâmetro exato das barras de aço e a espessura do cobrimento superficial.

 

4. De que maneira a combinação de ensaios não destrutivos (END) e destrutivos otimiza a avaliação da resistência do concreto?

Em vez de extrair dezenas de cilindros de concreto (testemunhos), o que enfraqueceria a estrutura e geraria altos custos, a engenharia adota uma abordagem combinada. Ensaios não destrutivos rápidos, como a esclerometria (dureza superficial) e o ultrassom convencional (velocidade de pulso), são aplicados em larga escala para mapear a homogeneidade do concreto na planta. Com base nesse mapa, realiza-se uma quantidade mínima e estratégica de ensaios destrutivos (extração de testemunhos), utilizando os resultados reais de laboratório para calibrar e validar as leituras não destrutivas.

5. O que é o ensaio PIT e como ele ajuda a avaliar fundações e elementos verticais?

O PIT (Sonic Integrity Testing) mede o tempo de trânsito de pulsos mecânicos/ultrassônicos ao longo de um elemento estrutural vertical, como estacas de fundação ou chumbadores longos. Ao analisar a onda de retorno, o ensaio consegue determinar o comprimento ou profundidade exata do elemento submerso, além de detectar variações geométricas abruptas, trincas internas ou alterações no nível de engastamento da peça com o solo/base de concreto.