Nuvem de pontos: a revolução na inspeção de tanques

Fig. 01 – Escaneamento com Nuvem de pontos – Serviço de Campo

A SEGURANÇA DOS SEUS TANQUES DEPENDE DA PRECISÃO DA INSPEÇÃO

Os tanques de armazenamento de etanol são ativos essenciais para a operação das usinas sucroalcooleiras. Eles representam um investimento significativo e são um ponto crítico para a segurança e produção da planta.

Embora a inspeção e manutenção desses tanques devam atender às exigências da NR-13 e normas como API 653, API 650 e N-2318, as grandes dimensões desses ativos representam um desafio na coleta de dados e na obtenção fiel de sua geometria.

Você já se perguntou se a metodologia utilizada para inspeção e manutenção dos seus tanques é realmente a mais apropriada para a confiabilidade do ativo?

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DESAFIOS NA MEDIÇÃO E INSPEÇÃO VISUAL

Em casos em que os métodos tradicionais de inspeção apresentam limitações — como a dificuldade em representar deformações para análise ou em detectar desvios de geometria — o uso de tecnologias avançadas é fundamental para permitir a validação da segurança de tanques, conforme os critérios estabelecidos pelas normas API 650 e API 653.

Critérios como verticalidade, circularidade e nivelamento apresentam tolerâncias extremamente restritas, sendo muitas vezes reprovados seus resultados e colocando o tanque em inutilização. Comparações com a norma NBR 6118:2024 demonstram que, devido à imensidão do ativo, mesmo desvios acima do dobro dos limites podem passar despercebidos.

A REVOLUÇÃO: INSPEÇÃO COM NUVEM DE PONTOS

Todas essas dificuldades têm apontado para uma metodologia que seja capaz de representar o objeto desejado com precisão satisfatória de forma eficiente, segura, tecnológica e economicamente viável. Diante disso, agregando todas essas características, destaca-se o escaneamento com nuvem de pontos.

Fig. 02 – Nuvem de Pontos – Apresentação

Uma nuvem de pontos consiste em uma grande quantidade de pontos organizados tridimensionalmente obtidos através de scanners a laser ou fotogrametria, que capturam com exatidão a geometria de instalações existentes. Cada ponto da nuvem corresponde a uma coordenada específica, permitindo uma representação fiel do objeto scaneado. Na indústria, essa tecnologia é amplamente utilizada por sua precisão, sendo uma ferramenta poderosa utilizada na inspeção, monitoramento e controle de qualidade de ativos industriais, estruturas e instalações.

Essa exatidão e poder de representação podem ser garantidos com a tecnologia utilizada nas inspeções Engetex que permite realizar até 2 milhões de medições por minuto. Essa densidade de tomada de medidas reconstitui toda a geometria do tanque com precisão milimétrica, permitindo que através de navegação por computador seja possível identificar e medir desde a verticalidade e circularidade do tanque ao longo de toda a sua altura, até identificar e medir ondulações na chapa de fundo, relevos de solda e descontinuidades de chapa.

Fig. 03 – Nuvem de Pontos - Detalhe da base da coluna de sustentação

Fig. 05 – Nuvem de Pontos – Detalhe do topo do mastro central

VANTAGEM DIRETA DO ESCANEAMENTO COM NUVEM DE PONTOS

• Economia de tempo: Reduz o tempo de parada operacional para inspeções.

• Maior segurança: Dispensa o acesso físico a áreas críticas.

• Precisão incomparável: Detecta até deformações imperceptíveis a olho nu.

• Planejamento eficiente: Gera dados detalhados para manutenção preventiva e corretiva.

• Conformidade total: Permite a validação dimensional completa perante normas técnicas e regulamentações.

  
  

Reconhecemos que essas questões podem ser críticas, dependendo da gravidade do caso e do tempo disponível para correções. Por isso, disponibilizamos um espaço para atender situações como essa. Agende uma reunião com nosso time de consultores e entraremos em contato para confirmar sua reserva. Entre em contato aqui.

ESTUDO DE CASO: INSPEÇÃO EM TANQUE DE 42 METROS DE DIÂMETRO

Como estudo de caso trazemos um exemplo de um tanque inspecionado pela Engetex, onde foi realizado o escaneamento por nuvem de pontos. Ao todo, foram realizadas cerca de 5.000.000.000 (cinco bilhões) de medições entre escaneamento interno e externo, o que, em um tanque de 42 metros de diâmetro e 15 metros de altura, permitiu uma precisão média de 0,002 metros. Foi identificado pela unidade industrial que o tanque havia sofrido um recalque diferencial, e então, notou-se a necessidade de se realizar medições mais precisas.

Fig. 06 – Nuvem de Pontos – Apresentação do Estudo de Caso

A nuvem de pontos foi tratada em escritório através de software especializado licenciado, onde, com base nas medidas médias do tanque cria-se um cilindro perfeito a partir do qual os desvios são calculados para avaliação de conformidade.

Para o caso citado, foram medidos os desvios para avaliação de:

• Circularidade do Costado;

• Recalque;

• Verticalidade do Costado e Colunas;

• Alinhamento das Vigas do Teto.

  
  

1 – CIRCULARIDADE DO COSTADO

A circularidade do costado é avaliada através da proporção entre desvio medido do costado ao cilindro perfeito e o raio do tanque, comparando-a com o limite de 19 mm, indicado para tanques de 40 a 45 metros de diâmetro, conforme item 7.5.3 da API 650.

Fig. 07 – Análise de Circularidade na Superfície do Costado

Fig. 07 – Análise de Circularidade em várias alturas do costado

Conforme pode ser constatado nas imagens acima, as regiões em azul e vermelho indicam que o desvio entre o costado e o cilindro perfeito (Para dentro e fora do costado, respectivamente) superam o limite supracitado.

2 – RECALQUE

Os recalques globais são identificados quando há um rebaixamento geral na cota de fundo do tanque. Já nos recalques diferenciais a cota de fundo do tanque rebaixa mais em algumas regiões do que em outras, causando distorção na chapa do costado e, potencialmente, solicitando as vigas do teto à esforços axiais e torção.

Fig. 08 – Recalque Perimetral

Como pode ser observado na imagem acima, a chapa de fundo do tanque chegou a recalcar 339 mm em relação a região mais alta localizada próxima ao poço de sucção.

Ao medir o recalque perimetral e correlaciona-lo com o recalque do fundo, pode-se identificar em quais regiões do tanque o apoio do costado sofreu as maiores distorções, conforme imagens a seguir.

Fig. 09 – Recalque Perimetral x Recalque de Fundo

Por fim, são medidos os recalques localizados, confrontando-os com o limite estabelecido pelo Item B.3.3 da API 653, conforme imagem a seguir:

Fig. 10 – Recalques Localizados na chapa de fundo

No caso, os recalques localizados foram identificados com base em um raio de influência de 1 metro. É possível observar que as regiões em vermelho e azul essas distorções violam o prescrito no item normativa supracitado em regiões de maiores tensões, como na base das colunas e nas proximidades do apoio do costado.

3 – VERTICALIDADE DO COSTADO E COLUNAS

A verticalidade do costado é avaliada comparando as distancias entre o costado real e o cilindro perfeito disposto na vertical. O item 7.5.2 da API 650 estabelece que o limite de verticalidade para as colunas e costado do tanque é de 1/200, em relação a sua altura.

Fig. 11 – Análise de Verticalidade do Costado na seção 40° - 220°

Como pode ser observado no exemplo acima, para a seção do costado em análise, as regiões mais próximas do teto apresentaram deslocamentos que violam os limites supracitados estabelecidos para a verticalidade.

Aplicando essa metodologia para as colunas, é possível identificar a excentricidade no topo ou até mesmo indícios de flambagem no meio do comprimento das barras. A imagem a seguir ilustra uma das colunas do caso em questão, onde houve deslocamento de 363 mm no topo:

Fig. 12 – Análise de Verticalidade da Coluna 06

4 – ALINHAMENTO DAS VIGAS DO TETO

Com a densidade de captura utilizada durante o escaneamento, foi possível realizar medições nas vigas do teto para avaliação de flecha, alinhamento horizontal, torção, flambagem, entre outros.

Fig. 13 – Análise de Alinhamento da Viga 01

A imagem acima exemplifica uma das vigas do estudo de caso, onde houve distorção severa no seu alinhamento, indicando flambagem lateral com torção, em que o desvio máximo atingiu 348 mm de distância em relação ao eixo da peça.

Por fim, os resultados gerados a partir do escaneamento com Nuvem de Pontos forneceram ao corpo técnico um diagnóstico preciso e detalhado sobre a condição estrutural do tanque. Com base nessas informações, foi possível planejar e EXECUTAR AS MANUTENÇÕES E REPAROS NECESSÁRIOS de forma eficiente, reduzindo riscos operacionais, evitando falhas inesperadas e garantindo a conformidade com as normas regulamentadoras. Além disso, a precisão dos dados permitiu otimizar a alocação de recursos, minimizar custos de manutenção corretiva e aumentar a vida útil do ativo, assegurando a continuidade segura e confiável das operações da planta.

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