A Gestão da Integridade de Ativos (AIM) é fundamental para assegurar que os ativos industriais operem de maneira segura, confiável e econômica ao longo de seu ciclo de vida. Dentro desse contexto, o Fitness For Service (FFS) desempenha um papel crucial ao avaliar a capacidade dos ativos de continuar em operação, especialmente em ambientes desafiadores e com altos níveis de exigência.
A API 579-1 / ASME FFS-1 fornece diretrizes rigorosas para avaliações de integridade e aptidão para o serviço (FFS). Nessas avaliações, utilizam-se cálculos analíticos em conjunto com cálculos numéricos em três níveis de análise, ajudando a entender se um equipamento ou estrutura está em condições de operar, se necessita de reparos ou mesmo se deve ser substituído.
O Nível 3 é a etapa mais detalhada e precisa de uma análise de FFS, pois requer dados completos e minuciosos, devendo ser conduzida por especialistas em FFS. Esta abordagem permite obter uma avaliação confiável da integridade estrutural dos ativos e, para isso, são utilizadas técnicas e análises avançadas, como o método dos elementos finitos.
Método dos elementos finitos
O método dos elementos finitos é uma técnica numérica amplamente utilizada para resolver equações diferenciais em problemas de engenharia. Nessa abordagem, a geometria de um corpo é modelada e simplificada, e o sistema de equações diferenciais é resolvido por meio de um método numérico, sendo possível prever como o corpo se comporta sob determinadas condições.
De maneira sucinta, o método consiste em “dividir para conquistar”. Nele, um corpo complexo é dividido em partes geométricas menores e mais simples, chamadas de elementos finitos, que são analisadas individualmente. Em seguida, as soluções individuais são combinadas para fornecer a solução do problema original.
A precisão desse método varia: quanto mais refinada for a malha, ou seja, quanto menores e mais numerosos forem os elementos, mais exatos serão os resultados da análise.
Um exemplo de discretização de uma peça em uma malha grosseira e uma malha fina.
Fonte: Acervo R1 Assent Integrity
Atualmente, existem muitos softwares que realizam essas simulações de forma eficiente. Eles permitem que engenheiros façam cálculos estruturais complexos para diferentes tipos de materiais e condições de carga, o que torna o trabalho mais rápido e preciso.
Avaliação de Fitness For Service com Análise de Elementos Finitos
No contexto da análise estrutural de ativos, o método dos elementos finitos é utilizado, por exemplo, para determinar o estado de tensão e deformação de sólidos – desde componentes individuais, como vigas e suportes, até estruturas completas, como caldeiras e vasos de pressão.
Essa técnica, aplicada no Nível 3 de uma avaliação de Fitness For Service, possibilita uma análise detalhada e complexa da integridade de um ativo. Com o uso de softwares que modelam a estrutura, é possível obter dados precisos sobre tensão, fadiga, vibração, deformação, entre outros parâmetros. Esses dados fornecem aos especialistas informações cruciais que permitem avaliar com elevado grau de precisão a integridade e a vida útil remanescente do ativo, o que facilita a tomada de decisões sobre a continuidade da operação, necessidade de reparos ou substituição. Assim, as decisões são fundamentadas em análises e dados precisos, minimizando riscos e otimizando a segurança e a eficiência operacional.
Ao utilizar o método dos elementos finitos no Nível 3 da avaliação de Fitness For Service, os engenheiros conseguem alcançar um nível de rigor essencial para garantir a integridade estrutural dos ativos. Essa abordagem não apenas proporciona uma visão detalhada das condições dos equipamentos, mas também permite uma tomada de decisão embasada em dados robustos. Com isso, as operações podem ser conduzidas com maior segurança e eficiência, garantindo que os ativos permaneçam em funcionamento de forma otimizada, minimizando riscos e prolongando sua vida útil.
Integração do Método dos Elementos Finitos com AIM
Além de fornecer uma análise precisa e detalhada da integridade estrutural, o método dos elementos finitos se integra perfeitamente ao Sistema de Gestão da Integridade de Ativos (AIM). A combinação do AIM com técnicas avançadas, como o método dos elementos finitos, permite uma abordagem ainda mais abrangente e estratégica na gestão de ativos.
Com o AIM, os dados obtidos através das análises de elementos finitos podem ser integrados em um sistema de monitoramento e avaliação. Isso possibilita uma gestão proativa, onde as condições dos ativos são acompanhadas, permitindo que intervenções corretivas sejam realizadas antes que falhas críticas ocorram. Assim, o AIM não apenas complementa as análises de FFS, mas também amplifica sua eficácia, promovendo a maximização da vida útil dos ativos, a redução de custos operacionais e a garantia de segurança e eficiência nas operações.
Em resumo, ao integrar o método dos elementos finitos com um Sistema de Gestão da Integridade de Ativos, as organizações conseguem elevar o nível de confiabilidade e segurança de seus equipamentos e estruturas, assegurando que estejam sempre em condições ideais de operação. Essa integração representa um avanço significativo na forma como a integridade estrutural é gerenciada, garantindo que as operações não só atendam aos padrões regulatórios, mas também alcancem novos patamares de excelência e sustentabilidade.
