O que é análise ODS? Por que ela é importante?

As técnicas de manutenção preditiva são fundamentais para garantir a durabilidade e produtividade dos equipamentos industriais, sobretudo quando os custos são elevados. Dentre as principais técnicas, destaca-se a análise ODS.

No artigo de hoje, vamos apresentar para que serve essa análise e o quanto ela é importante na manutenção industrial.

O que é análise ODS?

Análise ODS (Operating Deflection Shape ou Forma de Deflexão Operacional) é o método que permite observar padrões de vibração de uma máquina ou estrutura, causados por forças operacionais desconhecidas. 

Essa análise fornece informações muito úteis para entender e avaliar o comportamento dinâmico absoluto de uma máquina, componente ou a integridade estrutural de equipamentos.

Por que medir formas de deflexão operacional?

As análises de ODS podem ser úteis para responder a perguntas relacionadas à vibração, como:

• Quanto uma determinada estrutura está se movendo?
• Onde está se movendo mais e em que direção?
• Qual é a deflexão de um ponto em relação a outro?
• As ações de reparo reduziram os níveis de vibração?

Em geral, toda vibração é uma combinação de vibração forçada e resposta modal da estrutura. 

Vibração forçada pode ocorrer devido a:

1. Forças geradas internamente de, por exemplo, peças rotativas de uma máquina.
2. Desequilíbrios de, por exemplo, eixos rotativos.
3. Cargas aplicadas externamente.
4. Excitação ambiente (natural).

Uma forma de deflexão operacional contém a vibração geral em uma estrutura. Em outras palavras, análise de vibração ODS contém componentes de resposta forçada e modal. Por outro lado, uma forma de modo caracteriza apenas a resposta modal. 

Se uma estrutura é excitada dinamicamente em torno das frequências de ressonância de um ou mais dos modos estruturais, a vibração ressonante resultante normalmente amplifica a resposta de vibração de uma estrutura muito além dos níveis de projeto para carga estática. 

A vibração ressonante é tipicamente um fator de contribuição significativo para muitos dos problemas relacionados à vibração que ocorrem em estruturas operacionais.

Usando ferramentas de análise modal e ODS, é muito mais fácil determinar a causa de um problema de vibração. Assim é possível identificar se o problema de vibração está ligado às vibrações forçadas ou à integridade estrutural.

As forças operacionais de um maquinário podem ser influenciadas por fatores como: velocidade do motor, carga, pressão, temperatura, fluxo, entre outros.

Assim, a análise ODS é diferente da análise Modal que estuda somente os padrões de vibração de uma máquina sob forças externas conhecidas.

Tipos de análise ODS

São quatro tipos principais de análise de ODS:

Domínio do tempo ODS: investiga a vibração de uma estrutura em função do tempo.

ODS de domínio de frequência: investiga os padrões de vibração em frequências específicas sob condições estacionárias.

Modos de corrida ODS: investiga os padrões de vibração em frequências específicas como uma função da velocidade de rotação.

Ordens em execução ODS (run ups / run downs): usado para investigar os padrões de vibração de uma estrutura em ordens específicas como uma função da velocidade de rotação.

Benefícios da análise ODS

Os principais benefícios em utilizar a análise de integridade estrutural na manutenção industrial de máquinas e equipamentos, são:

1- Prevenção de falhas

A análise de vibração ODS ajuda a identificar problemas que podem levar a falhas, permitindo que a manutenção seja realizada antes que ocorra uma quebra. Além disso, contribui para reduzir o tempo de inatividade do equipamento (downtime).

2- Aumento da eficiência

Ao detectar possíveis pontos de melhoria, a análise ODS pode contribuir para o aumento da eficiência global dos equipamentos. Além de reduzir custos, melhora a produtividade.

3- Maior durabilidade 

Com uma manutenção preditiva baseada nas análises de ODS, é possível aumentar a vida útil dos equipamentos, prolongando sua durabilidade e evitando gastos com reparos e peças de substituição.

4- Redução de custos

Identificar problemas antes que eles causem falhas permite que a manutenção seja planejada de forma mais eficiente e com menor custo.

5- Maior segurança

A análise de vibração ODS pode ajudar a identificar riscos de segurança em potencial, permitindo que sejam tomadas medidas preventivas para garantir a segurança dos operadores no ambiente de trabalho.

A análise de elementos finitos na manutenção industrial

O software de elementos finitos é uma ferramenta extremamente valiosa para análise de ODS na manutenção industrial. 

Com ele, é possível simular o comportamento estrutural de uma máquina ou equipamento, identificar áreas de estresse e prever possíveis falhas antes que elas ocorram. 

Além disso, a análise de elementos finitos pode ajudar a otimizar o projeto e aprimorar a eficiência e durabilidade das máquinas e equipamentos.

Entre os softwares de engenharia com reconhecimento mundial para análise de integridade estrutural, destacam-se o ANSYS, o Abaqus, o COMSOL Multiphysics, o MSC Nastran e o LS-DYNA. 

Todos esses softwares são amplamente utilizados em diversas áreas da engenharia, incluindo a manutenção industrial, e oferecem recursos avançados para análise de elementos finitos.

O ANSYS, por exemplo, é conhecido por sua capacidade de modelagem complexa e análise estrutural avançada, incluindo análise dinâmica e de fadiga. 

Já o Abaqus é especialmente útil para análise de materiais não lineares, como plásticos e borrachas. 

O COMSOL Multiphysics, por sua vez, é um software versátil que permite a simulação de diversos fenômenos físicos, como eletromagnetismo, transferência de calor e acústica.

Em resumo, o uso de um software de elementos finitos pode ser uma prática essencial na manutenção industrial de máquinas e equipamentos.

Para concluir

A análise de ODS é uma técnica de diagnóstico poderosa para garantir a integridade estrutural de um equipamento. 

Além disso, ajuda a identificar potenciais problemas em equipamentos industriais antes que as falhas ocorram. Com ela, é possível monitorar os padrões de vibração de uma máquina ou estrutura e identificar potenciais problemas que causem falhas e paradas não programadas.

Pode-se, então, dizer que é uma das técnicas mais importantes na manutenção preditiva, pois permite identificar problemas com base em padrões de vibração anormais.

Contudo, vale destacar que a análise de ODS pode e deve ser utilizada em conjunto com outras técnicas de monitoramento. Desse modo, a gestão da manutenção pode garantir maior confiabilidade dos equipamentos ao adotar medidas corretivas proativas para evitar interrupções inesperadas na produção. 

Como resultado, aumenta a eficiência e a durabilidade dos equipamentos e reduz significativamente os custos de manutenção.

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