Apostila de ferramentas de análise de risco

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SEGURANÇA TRABALHO

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Apostila de ferramentas de análise de risco

  1. 1. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br Apostila de Ferramentas de Análise de Risco Engenharia Ambiental Professor Eduardo Lucena C. de Amorim
  2. 2. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 2 APRESENTAÇÃO Esta apostila foi baseada no conteúdo do curso ITSEMAT do Brasil dos Serviços tecnológicos MAPFRE e tem por finalidade orientar os alunos do curso de Análise de Risco do 9º semestre do curso de Engenharia Ambiental da Universidade Federal de Alagoas.
  3. 3. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 3 ÍNDICE ANÁLISE PRELIMINAR DE RISCOS (APR)........................................4 1. DESCRIÇÃO ..........................................................................................4 2. GUIA PARA UTILIZAÇÃO DO MÉTODO.........................................4 2.1. REUNIR OS DADOS NECESSÁRIOS......................................................5 2.2. REALIZAR A ANÁLISE PRELIMINAR DE RISCOS ....................................5 2.3. EXEMPLO ............................................................................................6 2.4. REGISTRO DOS RESULTADOS.............................................................7 ANÁLISE PERIGOS E OPERABILIDADE (HAZOP)........................12 1. INTRODUÇÃO .....................................................................................12 2. CONCEPÇÃO DO MÉTODO.............................................................13 3. DESENVOLVIMENTO DO HAZOP..................................................15 4. BENEFÍCIOS........................................................................................18 5. PONTOS FRACOS .............................................................................18 6. APLICAÇÕES PRÁTICAS.................................................................19 7. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA ......................................................23 ANÁLISE DE MODOS DE FALHAS E EFEITOS (AMFE)...............24 1. INTRODUÇÃO .....................................................................................24 2. ÂMBITO DE APLICAÇÃO.................................................................25 3. DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO ...........................................25 4. EXERCÍCIOS........................................................................................28 5. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA ......................................................32
  4. 4. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 4 ANÁLISE PRELIMINAR DE RISCOS (APR) 1. Descrição A análise preliminar de riscos (APR) baseia-se na técnica definida e usada pelos militares nos programas de segurança de seus sistemas. Muitas empresas químicas possuem um método semelhante implantado , talvez com nome diferente. Esta análise evidenciou-se altamente eficiente em relação ao custo, na fase de desenvolvimento de todos os sistemas militares perigosos, inclusive as plantas de processo. É também possível usar a análise em questão para anteceder outros métodos mais detalhados de identificação de riscos a serem utilizados em outras oportunidades no decorrer da vida útil da planta. A APR é própria para ser empregada na fase inicial de concepção e desenvolvimento das plantas de processo, na determinação dos riscos que possam existir. Ela não exclui a necessidade de outros tipos de avaliações de riscos. Ao contrário, é uma precursora de outras análises. As principais vantagens da APR são: identificação com antecedência e conscientização dos perigos em potencial por parte da equipe de projeto e identificação e/ou desenvolvimento de diretrizes e critérios para a equipe de desenvolvimento do processo seguir. Assim, à medida que o projeto se desenvolve, os perigos principais podem ser eliminados, minimizados ou controlados logo de início. A APR é realizada mediante a listagem dos perigos associados aos elementos do sistema, como definido no estágio de concepção ou do começo do projeto. Os elementos da planta , que podem ser definidos neste estágio, compreendem: - matérias primas, produtos intermediários e finais e sua reatividade; - equipamentos de processo; - interface entre componentes; - ambiente operacional; - operações (teste, manutenção, procedimentos de emergência, etc ); - instalações; - equipamentos de segurança. À medida que cada perigo é identificado, as causas em potencial, os efeitos e a gravidade dos acidentes, bem como as possíveis medidas corretivas e/ou preventivas, são também descritas. Para que o trabalho seja completo, é preciso aproveitar a experiência anterior, proveniente do maior número possível de fontes diferentes. Estas fontes compreendem estudos de riscos de instalações semelhantes, experiência operacional em processos similares e listagem de riscos. 2. Guia para utilização do método A análise preliminar de riscos compõe-se dos seguintes passos básicos: - reunir os dados necessários;
  5. 5. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 5 - efetuar a análise preliminar de riscos; - registrar os resultados. 2.1. Reunir os dados necessários A APR requer a reunião, antes de tudo, dos dados disponíveis sobre a planta (ou sistema) em estudo, e então, informações pertinentes, proporcionadas pela experiência prévia com qualquer planta similar, ou mesmo com uma planta que trabalhe com processo diferente, mas utilize equipamentos e materiais similares. Como a APR destina-se especificamente à identificação antecipada dos riscos, os dados sobre a planta poderão ser escassos. No ponto do desenvolvimento do projeto em que a APR é de utilidade, dentre os poucos dados disponíveis, consta a concepção do processo. Assim, produtos químicos e reações básicas deverão ser conhecidos, bem como os principais tipos de equipamentos, principalmente itens de equipamentos especiais ou de longa vida, por exemplo, vasos, trocadores de calor e tipo de construção das instalações. Além dos componentes da planta, os objetivos operacionais desta e os requisitos básicos de desempenho são úteis à definição do contexto para os riscos e o ambiente no qual irá a planta operar. É muito conveniente que se determine a existência de experiência prévia com as substâncias químicas e/ou a concepção do processo em estudo. Quaisquer problemas que venham a ser identificados pela experiência prévia, poderão auxiliar na APR da planta em estudo. 2.2. Realizar a análise preliminar de riscos O processo de execução da APR consiste em identificar os perigos, eventos iniciadores em potencial, e outros eventos capazes de gerar conseqüências indesejáveis. Os analistas devem igualmente identificar os critérios de projeto ou alternativas com possibilidades de eliminar ou reduzir os perigos capazes de determinar um nível de riscos excessivamente elevado para o empreendimento. É evidente que é necessária uma certa experiência para realizar tais avaliações. Na realização da APR, devem ser considerados os seguintes elementos: a – equipamentos e materiais perigosos da planta como, por exemplo, combustíveis, substâncias químicas altamente reativas, substâncias tóxicas, sistemas de alta pressão e outros sistemas de armazenamento de energia; b – interfaces entre equipamentos e substâncias da planta associadas à segurança como, por exemplo, interações de materiais, início de propagação de incêndios ou explosões e sistemas de controle ou parada;
  6. 6. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 6 c – fatores ambientais susceptíveis de influenciar o equipamento e os materiais da planta como, por exemplo, terremotos, vibração, temperaturas extremas, descargas eletrostáticas e umidade; d – procedimentos de operação, teste, manutenção e atendimento à situações de emergência, importância dos erros humanos, funções a serem desempenhadas pelos operadores, disposição (ergonomia) dos controles de equipamentos e proteção contra acidentes com o pessoal; e – elementos de apoio das instalações como, por exemplo, armazenamento, equipamentos de teste, treinamento e utilidades; f – equipamentos relacionados com a segurança: sistemas de atenuação, redundância, extintores de incêndio e equipamentos de proteção pessoal. 2.3. Exemplo Como exemplo, consideremos um processo que utilizará H2S líquido bombeado. O analista de APR só dispõe da informação de que este produto será usado no processo e nenhum outro detalhe do projeto. O analista sabe que o H2S é tóxico e identifica sua liberação como um perigo. Estuda então as causas para esta liberação: - o cilindro pressurizado vasa ou rompe-se; - o processo não consome todo H2S - as linhas de alimentação de H2S apresentam vazamento ou ruptura; - ocorre um vazamento durante o recebimento do H2S na planta. O analista determina, então, o efeito dessas causas. Neste caso, havendo liberações maiores, poderão ocorrer mortes. A tarefa seguinte consiste em oferecer orientação e critérios para os projetistas aplicarem no projeto da planta, reconhecendo cada um dos mecanismos de liberação em potencial significativos. Por exemplo, para o primeiro item, vazamento no cilindro, o analista poderia recomendar: - estudar um processo que armazene substâncias alternativas de menor toxidez, capazes de gerar o H2S de acordo com as necessidades da operação; - instalar um sistema de alarme na planta; - minimizar o armazenamento local do H2S, sem excesso de manuseio ou de entregas como, por exemplo, armazenamento das necessidades de produção para um período de duas semanas a um mês; - desenvolver um procedimento de inspeção de cilindros - estudar um recipiente cilíndrico dotado de um sistema de inundação disparado por um detector de vazamentos; - instalar o cilindro de maneira a facilitar o acesso por ocasião das entregas, mas distante do tráfego de outras plantas;
  7. 7. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 7 - sugerir o desenvolvimento de um programa de treinamento para todos os empregados, a respeito dos efeitos do H2S e das práticas de emergência, a ser entregue a todos os empregados, antes da ativação inicial da planta e, subseqüentemente, a todos os novos empregados, junto com um estudo de um programa semelhante para os vizinhos da planta. 2.4. Registro dos resultados Os resultados da APR são registrados convenientemente num formulário (FIG 2.4.1) que mostra os perigos identificados, as causas, o modo de detecção, efeitos potenciais, categorias de freqüência e severidade e risco, as medidas corretivas/preventivas e o número do cenário. Fig. 2.4.1. Planilha da Análise Preliminar de Riscos 1a coluna: Perigo Esta coluna contém os perigos identificados para o módulo de análise em estudo. De uma forma geral, os perigos são eventos acidentais que têm potencial para causar danos às instalações, aos operadores, ao público ou ao meio ambiente. Portanto, os perigos referem-se a eventos tais como liberação de material inflamável e tóxico. 2a coluna: Causa As causas de cada perigo são discriminadas nesta coluna. Estas causas podem envolver tanto falhas intrínsecas de equipamentos (vazamentos, rupturas, falhas de instrumentação, etc), bem como erros humanos de operação e manutenção. 3a coluna: Modo de Detecção Os modos disponíveis na instalação para a detecção do perigo identificado na primeira coluna foram relacionados nesta coluna. A detecção da
  8. 8. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 8 ocorrência do perigo tanto pode ser realizada através de instrumentação (alarmes de pressão, de temperatura, etc), como através de percepção humana (visual, odor, etc). 4a coluna: Efeito Os possíveis efeitos danosos de cada perigo identificado foram listados nesta coluna. Os principais efeitos dos acidentes envolvendo substâncias inflamáveis e tóxicas incluem: • incêndio em nuvem; • explosão de nuvem; • formação de nuvem tóxica. 5a coluna: Categoria de Freqüência do Cenário No âmbito da APR, um cenário de acidente é definido como o conjunto formado pelo perigo identificado, suas causas e cada um dos seus efeitos. Exemplo de cenário de acidente possível: • Grande liberação de substância inflamável devido a ruptura de tubulação podendo levar à formação de uma nuvem inflamável tendo como conseqüência incêndio ou explosão da nuvem. De acordo com a metodologia de APR adotada neste trabalho, os cenários de acidentes foram classificados em categorias de freqüência, as quais fornecem uma indicação qualitativa da freqüência esperada de ocorrência para cada um dos cenários identificados, conforme tabela 2.4.2. 6a coluna: Categoria de Severidade Também de acordo com a metodologia de APR adotada neste trabalho, os cenários de acidentes foram classificados em categorias de severidade, as quais fornecem uma indicação qualitativa do grau de severidade das conseqüências de cada um dos cenários identificados. As categorias de severidade utilizadas no presente trabalho estão na tabela 2.4.3. 7a coluna: Categoria de Risco Combinando-se as categorias de freqüência com as de severidade obtêm-se a Matriz de Riscos, conforme figura 2.4.4, a qual fornece uma indicação qualitativa do nível de risco de cada cenário identificado na análise. 8a coluna: Medidas/Observações Esta coluna contém as medidas que devem ser tomadas diminuir a freqüência ou severidade do acidente ou quaisquer observações pertinentes ao
  9. 9. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 9 cenário de acidente em estudo. A letra (E) - Existente nesta coluna indica que as medidas já foram tomadas. 9a coluna: Identificador do Cenário de Acidente Esta coluna contém um número de identificação do cenário de acidente. Foi preenchida seqüencialmente para facilitar a consulta a qualquer cenário de interesse. Tabela 2.4.2 - Categorias de Freqüências dos Cenários Usadas na APR Tabela 2.4.3 - Categoria de Severidade dos Cenários da APR
  10. 10. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 10 Fig. 2.4.4 - Matriz de Classificação de Riscos Usada em APR
  11. 11. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 11 APRESENTAÇÃO DO RESULTADO DA APR DO EXEMPLO DO ITEM 2.3
  12. 12. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 12 ANÁLISE PERIGOS E OPERABILIDADE (HAZOP) 1. INTRODUÇÃO Em 1963 a Divisão de Química Orgânica Pesada da ICI estava projetando uma planta para produção de fenol. Devido a problemas de custos, o projeto foi cortado em muitos pontos, perdendo algumas de suas características originais, gerando assim algumas críticas. Em 1964 foi estabelecida uma equipe para aplicação de um exame crítico no projeto da planta, a fim de detectar deficiências e investir da melhor forma possível. Durante quatro meses, três especialistas trabalharam no projeto, examinando detalhadamente todos os diagramas de linha da planta, encontrando muitos perigos potenciais e problemas operacionais que não haviam sido previstos no projeto. Portanto, o princípio da técnica que se baseava em “encontrar alternativas” foi modificado para “identificar desvios”, surgindo assim a técnica HazOp. O termo HazOp origina-se do inglês “Hazard and Operability Study”. Também conhecido como “Estudo de Perigos e Operabilidade”, o HazOp é uma técnica projetada para identificar perigos que possam gerar acidentes nas diferentes áreas da instalação, além de perdas na produção em razão de descontinuidade operacional. Também é objetivo da técnica identificar problemas que possam contribuir para a redução da qualidade operacional da instalação (operabilidade da mesma). Cabe lembrar que num HazOp a operabilidade é tão importante quanto a identificação dos perigos, sendo que, na maioria dos trabalhos, encontram-se mais problemas de operabilidade quando comparados aos perigos. Tem se tornado extremamente claro que, embora os códigos de práticas sejam de grande valia, é particularmente importante suplementá-los com uma técnica imaginativa, que antecipe os perigos quando novos projetos envolverem novas tecnologias. A necessidade de identificar erros ou omissões de projeto tem sido reconhecida há muito tempo, mas vem sendo realizada tradicionalmente com base em conhecimentos individuais de especialistas. Exemplo: O engenheiro de instrumentação verifica os sistemas de controle e, se está satisfeito, aprova o projeto e o passa para o próximo especialista. Este tipo de verificação individualizada melhora o projeto mas tem pouca chance de detectar perigos relacionados com a interação das diversas funções ou especialidades. O HazOp é efetivo na identificação de incidentes previsíveis, mas também é capaz de identificar as mais sutis combinações que levam a eventos pouco esperados. Obs.: O texto apresentado a seguir mostra o HazOp aplicável a plantas de processo contínuo. O mesmo não contempla processos descontínuos (ou de batelada), ainda que seja possível fazê-lo com pequenas mudanças na técnica.
  13. 13. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 13 2. CONCEPÇÃO DO MÉTODO De maneira geral, o HazOp consiste na realização de uma revisão da instalação, identificando perigos potenciais e/ou problemas de operabilidade, por meio de uma série de reuniões, durante as quais uma equipe multidisciplinar discute metodicamente o projeto da planta. O líder da equipe orienta o grupo, através de um conjunto de perguntas estruturadas, usando palavras-guia, que focalizam desvios fora dos parâmetros estabelecidos no processo ou na operação. A equipe procura identificar as causas de cada desvio e, caso sejam constatadas consequências consideradas relevantes, ou seja, as de elevada probabilidade ou magnitude, são avaliados os sistemas de proteção para determinar se estes são suficientes para controlar essas situações. Se a equipe considerar que outras medidas ou dispositivos de segurança são necessários, então são feitas as respectivas recomendações. A técnica é então repetida até que cada seção do processo ou equipamento de interesse tenham sido revisados. A principal vantagem desta discussão é que ela estimula a criatividade e gera idéias. Essa criatividade resulta da interação da equipe com diferentes formações. A melhor ocasião para a realização de um estudo HazOp é a fase em que o projeto se encontra razoavelmente consolidado. Além disso, neste ponto ainda é possível alterar o projeto sem grandes despesas. Do ponto de vista de custos, o HazOp é ótimo quando aplicado a novas plantas, no momento em que o projeto está estável e documentado, ou para plantas existentes ao ser planejado um remodelamento. Seguem abaixo exemplos de palavras-guia, parâmetros de processo e desvios:
  14. 14. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 14 Seguem alguns exemplos de desvios e suas possíveis causas.
  15. 15. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 15 3. DESENVOLVIMENTO DO HAZOP Embora o objetivo geral consista na identificação dos perigos e problemas de operabilidade, a equipe deve se concentrar em outros itens importantes para o desenvolvimento do estudo, tais como:  verificar a segurança do projeto;  verificar os procedimentos operacionais e de segurança;  melhorar a segurança de uma instalação existente;  certificar-se de que a instrumentacão de segurança está reagindo da melhor forma possível;  verificar a segurança dos empregados;  considerar perda da planta ou de equipamentos;  considerar perdas de produção;  segurança pública e
  16. 16. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 16  impactos ambientais. Os estudos HazOp devem ser realizados por uma equipe multidisciplinar, composta de 5 a 7 membros, embora um contingente menor possa ser suficiente para a análise de uma planta pequena. Sendo a equipe numerosa demais, a unidade do grupo se perde e o rendimento tende a ser menor. Para a análise de um novo projeto a equipe pode ser composta por:  Engenheiro de projeto;  Engenheiro de processo;  Engenheiro de automação;  Engenheiro eletricista;  Líder da equipe.  Para a análise de uma planta em operação, a equipe pode ser composta por:  Chefe de fábrica;  Supervisor de operação;  Engenheiro de manutenção;  Engenheiro de instrumentação;  Engenheiro eletricista;  Químico;  Líder da equipe. Alguns projetos necessitarão da inclusão de diferentes disciplinas, como por exemplo, engenheiro elétrico, engenheiro civil e farmacêutico-bioquímico, entre outros. A equipe deve ter um líder que tenha experiência na condução de estudos de HazOp e que tenha em mente fatores importantes para assegurar o sucesso das reuniões, como: não competir com os membros da equipe, ter o cuidado de ouvir a todos, não permitir que ninguém seja colocado na defensiva, manter o alto nível de energia, fazendo pausas quando necessário. Para que o estudo possa ser realizado, é importante que esteja disponível toda a documentação necessária, tais como:  P & ID’s (diagramas de tubulação e instrumentação);  Fluxogramas de processo e balanço de materiais;  Plantas de disposição física da instalação;  Desenhos isométricos;  Memorial descritivo do projeto;  Folha com os dados dos equipamentos;  Diagrama lógico de intertravamentos juntamente com a descrição completa. O volume de trabalho exigido neste estágio depende do tipo da planta. Em plantas contínuas os preparativos são mínimos. Os fluxogramas atualizados e desenhos de tubulações e instrumentos existentes contêm, via de
  17. 17. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 17 regra, informações suficientes para o estudo. É importante não deixar que faltem cópias dos desenhos. No caso de plantas descontínuas, os preparativos são em geral mais extensos, sobretudo pela necessidade maior de operações manuais; assim, as seqüências de operação constituem a maior parte do HazOp. Estes dados operacionais podem ser obtidos nas instruções operacionais, diagramas lógicos ou diagramas seqüenciais de instrumentos. Havendo operadores fisicamente envolvidos no processo, como por exemplo alimentando vasos, suas atividades deverão ser representadas pela instruções (ou protocolos) de fabricação. O primeiro requisito consiste na avaliação das horas necessárias à realização do estudo. Como regra geral, deverá ser estudada cada parte isoladamente. Por exemplo, cada tubulação principal alimentando um vaso utilizará em média 15 min do tempo da equipe.Um vaso com duas entradas, duas saídas e um alívio deverá utilizar cerca de 1 hora e meia. Nestas condições, torna-se possível efetuar uma estimativa com base no número de tubulações e de vasos a serem analisados. O HazOp requer a divisão da planta em nodos (nós) de estudo (pontos estabelecidos nos desenhos de tubulação, instrumentação e procedimentos, entre os quais encontram-se os componentes da planta como bombas, vasos, trocadores de calor, etc.) e que o processo, em tais pontos, seja analisado com auxílio das palavras-guia. A equipe de estudo começa pelo início do processo, progredindo no sentido do seu fluxo natural, aplicando palavras-guia em cada nodo de estudo, identificando os problemas potenciais nesses pontos. Como exemplo, a palavra-guia alta combinada com o parâmetro pressão resulta num desvio de alta pressão. A equipe analisa os efeitos desse desvio no ponto em questão e determina suas possíveis causas, bem como suas conseqüências. É importante também que todas as linhas de serviço, incluindo linhas de vapor, água, ar comprimido, nitrogênio e drenagem sejam “hazopadas”, assim como as linhas de processo. Além disso, deverão ser observadas pequenas derivações ou ramificações que podem não conter uma numeração.  sucesso do HazOp depende de vários fatores, a saber:  fundamentalmente do grau de complementação e precisão dos documentos e outros dados para a fase de estudo;  da habilidade técnica e do discernimento da equipe;  da habilidade da equipe em usar uma aproximação como um auxílio a sua imaginação para visualizar desvios, causas e conseqüências;  da habilidade da equipe em se concentrar nos perigos mais importantes entre aqueles que forem identificados. O processo de registro constitui uma parte importante do HazOp. É impossível registrar todos os comentários e sugestões, contudo é importante que nenhuma idéia se perca.
  18. 18. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 18 É altamente recomendável que os integrantes da equipe revisem individualmente o relatório e depois se reunam para uma revisão final do mesmo. O formulário HazOp que documenta os resultados da análise deve ser preenchido durante as reuniões do HazOp (vide exemplo na figura 2). É também conveniente que as sessões sejam gravadas para posterior transcrição. Outra forma de se documentar um HazOp é através de computadores. Para isto, entretanto, a pessoa encarregada pelo registro dos dados deve estar familiarizada com o programa e com a linguagem do computador, de forma que os dados possam ser digitados correta e rapidamente. Um registro lento poderá aumentar o tempo gasto para a conclusão do estudo. 4. BENEFÍCIOS Revisão sistemática e completa: pode produzir uma revisão completa do projeto de uma instalação e sua operação. Avaliação das conseqüências dos erros operacionais: embora o HazOp não substitua uma análise completa de erro humano, ele pode auxiliar na identificação de cenários nos quais os operadores podem errar, originando sérias conseqüências, justificando medidas adicionais de proteção. Prognóstico de eventos: o HazOp pode ser efetivo na descoberta de incidentes previsíveis, mas também pode identificar seqüências de eventos raros que possam acarretar incidentes que nunca ocorreram. Melhoria da eficiência da planta: além da identificação dos perigos, o HazOp pode descobrir cenários que levam a distúrbios na planta, como bloqueios não planejados, danos a equipamentos, produtos fora de especificação, bem como melhorias básicas na maneira pela qual a planta é operada. Melhor compreensão dos engenheiros e operadores com relação às operações da planta: uma série de informações detalhadas do projeto e da operação surgem e são discutidas durante um HazOp bem sucedido. 5. PONTOS FRACOS Pouco conhecimento dos procedimentos de aplicação do HazOp e dos recursos requeridos. Inexperiência da equipe: um HazOp realizado por equipes inexperientes pode não atingir os objetivos desejados quanto à identificação dos perigos, ou ainda gerar recomendações não pertinentes. Líder inexperiente ou não adequadamente treinado: o líder de HazOp precisa ser tecnicamente forte e experiente na técnica, de forma a extrair os conhecimentos de todos os participantes. Falha em se estabelecer um ambiente “seguro” para os membros da equipe: um HazOp deve ser uma troca livre de informações a respeito de como a planta realmente é operada. A menos que os membros da equipe estejam livres de recriminação e possam fazer declarações do tipo “aquele sistema de
  19. 19. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 19 bloqueio não foi testado em dois anos”, o HazOp não cobrirá algumas falhas sérias de projeto ou de operação da planta. Acreditar em medidas de proteção desnecessárias: é fundamental que o líder force a equipe a avaliar a eficácia de cada medida de proteção antes de requerê-la. Atualização deficiente do P & ID’s: em muitos casos, os P & ID’s de instalações existentes não foram mantidos atualizados, podendo causar atraso e aumento nos custos. A equipe pode falhar em identificar perigos importantes se os P & ID’s ou outros documentos estiverem imprecisos ou desatualizados. Aplicação inadequada do HazOp para determinados sistemas: para alguns sistemas, outras técnicas de identificação de perigos podem ser mais apropriadas. Num estágio inicial de um novo projeto, antes que os P & ID’s estejam estabelecidos, uma APP - Análise Preliminar de Perigos, ou mesmo um “What if”, poderão ser mais adequados. Extensas sessões de HazOp: na pressa pela conclusão do HazOp, as sessões são algumas vezes planejadas para cinco dias consecutivos ou mais, em período integral, levando a equipe ao extremo consaço. Para HazOp’s que duram o dia todo, a eficiência da equipe cai drasticamente. Na prática, para estudos que duram mais do que uma semana, um HazOp de cinco horas por dia poderá ser melhor executado, sem o cansaço da equipe. 6. APLICAÇÕES PRÁTICAS 1º Exemplo: Considere, como um exemplo simples, o processo contínuo onde o ácido fosfórico e a amônia são misturados, produzindo uma substância inofensiva, o fosfato de diamônio (DAP). Se for acrescentada uma quantidade inferior de ácido fosfórico, a reação será incompleta, com produção de amônia. Se a amônia for adicionada em quantidade inferior, haverá produção de uma substância não perigosa, porém indesejável. A equipe de HazOp recebe a incumbência de investigar “os perigos decorrentes da reação”. Unidade de produção de “DAP”
  20. 20. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 20 2º Exemplo: Uma reação exotérmica ocorre no reator EP 1. A temperatura da reação é controlada pelo ajuste da vazão de água através da malha de controle constituída pelos elementos TT 1, Ts 1, TC 1 e TV 1. O alarme de temperatura (TA 1) alerta o operador quando a temperatura excede as condições operacionais estabelecidas. Nessa situação, a válvula de "by pass" (H 1) deve ser aberta manualmente para aumentar a vazão de água de refrigeração.
  21. 21. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 21 Existe também uma válvula de alívio rápido (RV 1) no costado do reator com o objetivo de evitar a ruptura do vaso. Testes recentes indicam que poderá ocorrer uma reação descontrolada, com ruptura do vaso, caso a temperatura atinja um valor elevado. REAÇÃO: A + B = C + energia. A reação é controlada em 50º C; O alarme é acionado em 60º C; A temperatura da água é de 5º C. Analisar o subsistema ÁGUA DE REFRIGERAÇÃO
  22. 22. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 22
  23. 23. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 23 7. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA KLETZ, T. A. HazOp and Hazan: Identifying and Assessing Process Industry Hazards.3rd ed. London. Institution of Chemical Engineers, 1992. Guidelines for Hazard Evaluation Procedures. American Institute of Chemical Engineers - AIChE, 1985. Chemical Industries Association. A guide to Hazard and Operability Studies. London, 1987. JONES, D. W.. Lessons from HazOp experiences. Hydrocarbon Processing. April, 1992. I Seminário Internacional de Engenharia e Análise de Riscos em Industrias Químicas e Petroquímicas. ABGR e UFBA. Salvador - Brasil, 1987. ARAUJO E LIMA, Júlio C. de & LOPES, João C. G. Estudos de Perigos e Operabilidade (Hazards and Operability Studies). Curso de Engenharia da Confiabilidade. IBP - Instituto Brasileiro de Petróleo. 1994. OLIVEIRA, Maria Cecília de. HazOp - Análise de Perigos e Operabilidade. Curso Técnicas de Análise de Risco. CETESB - Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental. São Paulo, 1993.
  24. 24. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 24 ANÁLISE DE MODOS DE FALHAS E EFEITOS (AMFE) 1. INTRODUÇÃO A Análise de Modos de Falha e Efeitos (AMFE), do inglês Failure Modes and Effects Analysis (FMEA), é uma técnica para análise de riscos que consiste no exame de componentes individuais, com o objetivo de avaliar os efeitos que eventuais falhas podem causar no comportamento de um determinado sistema; é, portanto, uma análise sistemática com ênfase nas falhas de componentes, não considerando falhas operacionais ou erros humanos. É importante ressaltar que também não é objetivo da AMFE estabelecer as combinações de falhas dos equipamentos ou a as seqüências das mesmas, mas sim estabelecer como as falhas individuais podem afetar diretamente ou contribuir de forma relevante ao desenvolvimento de um evento indesejado que possa acarretar conseqüências significativas. Assim, a aplicação da técnica AMFE, em sistemas ou plantas industriais, permite analisar como podem falhar os diferentes componentes, equipamentos ou sistemas, de forma que possam ser determinados os possíveis efeitos decorrentes dessas falhas permitindo, conseqüentemente, definir alterações de forma a aumentar a confiabilidade dos sistemas em estudo, ou seja, diminuir a probabilidade da ocorrência de falhas indesejáveis. Com base no acima exposto, pode-se concluir que os principais objetivos da AMFE são:  Revisão sistemática dos modos de falha de componentes, de forma a garantir danos mínimos aos sistemas;  Determinação dos possíveis efeitos que as possíveis falhas de um determinado componente poderão causar em outros componentes do sistema em análise;  Determinação dos componentes cujas falhas possam redundar em efeitos críticos na operação do sistema em análise. A AMFE é basicamente um método qualitativo que estabelece, de forma sistemática, uma lista de falhas com seus respectivos efeitos e pode ser de fácil aplicação e avaliação para a definição de melhorias de projetos ou modificações em sistemas ou plantas industriais. Uma variação da AMFE é a AMFEC (Análise de Modos de Falhas, Efeitos e Criticidade), cuja diferença fundamental consiste em considerar, na análise das falhas identificadas, uma graduação do nível de criticidade dos efeitos decorrentes dessas falhas. Portanto, a AMFEC, além dos objetivos e resultados obtidos com a aplicação da AMFE, propicia também a avaliação comparativa das diferentes falhas identificadas, em termos de importância ou prioridade para a definição do estabelecimento de modificações ou ações de gerenciamento das possíveis anormalidades.
  25. 25. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 25 2. ÂMBITO DE APLICAÇÃO A AMFE pode ser utilizada nas etapas de projeto, construção e operação. Na etapa de projeto a técnica é útil para a identificação de proteções adicionais, que possam ser facilmente incorporadas para a melhoria e o aperfeiçoamento dos aspectos de segurança dos sistemas. Na fase de construção a AMFE pode ser utilizada para a avaliação das possíveis modificações que possam ter surgido durante a montagem de sistemas, o que é bastante comum; por fim, para instalações já em operação a técnica é útil para a avaliação de falhas individuais que possam induzir a acidentes potenciais. Em geral a aplicação da AMFE pode ser realizada por dois analistas que conheçam perfeitamente as funções de cada equipamento ou sistema, assim como a influência destes nas demais partes ou sistemas de uma linha ou processo. Em sistemas complexos o número de analistas é, normalmente, incrementado, de acordo com a complexidade e especificidades das instalações. De forma geral, para se garantir a efetividade na aplicação da técnica, deve-se dispor de:  Lista dos equipamentos e sistemas;  Conhecimento das funções dos equipamentos, sistemas e planta industrial;  Fluxogramas de processo e instrumentação (P&IDs);  Diagramas elétricos, entre outros documentos e informações, de acordo com a instalação ou processo a ser analisado. 3. DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO Na aplicação da AMFE devem ser contempladas as seguintes etapas:  Determinar o nível de detalhamento da análise a ser realizada;  Definir o formato da tabela e informações a serem apontadas;  Definir o problema e as condições de contorno;  Preencher a tabela da AMFE;  Apontar as informações e recomendações. O nível de detalhamento da análise a ser realizada na aplicação da AMFE, dependerá, obviamente, da complexidade da instalação a ser analisada, bem como dos objetivos a serem alcançados; assim, se a análise tiver por finalidade definir a necessidade ou não de proteções ou sistemas de segurança adicionais (redundâncias) certamente a análise deverá ser mais detalhada e criteriosa, podendo haver a necessidade de estudar cada equipamento, acessórios, interfaces, intertravamentos, etc. O formato da tabela a ser utilizado está também associado ao tipo de análise e nível de detalhamento desejado; na seqüência estão apresentados
  26. 26. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 26 dois tipos de tabelas, sendo o segundo, um exemplo de tabela para a aplicação da AMFEC. A definição do problema e das condições de contorno deve contemplar a determinação prévia do que efetivamente será analisado; assim, de forma geral, como elementos mínimos devem ser considerados:  A identificação da planta e/ou dos sistemas a serem analisados;  O estabelecimento dos limites físicos dos sistemas, o que implica normalmente na utilização de fluxogramas de engenharia;  O reconhecimento das informações necessárias para a identificação dos equipamentos e suas relações como os demais sistemas da planta a ser analisada. Figura 1 – Exemplo de Tabela – AMFE Figura 2 – Exemplo de Tabela – AMFEC A Tabela 1, que segue, apresenta um exemplo de classificação para a categorização do nível de severidade (criticidade), associados aos possíveis
  27. 27. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 27 efeitos decorrentes das falhas identificadas, conforme previsto na tabela da AMFEC, acima apresentada. Tabela 1 – Exemplo de Categorias de Severidade O preenchimento da tabela deve ser realizado de forma sistemática, propiciando assim as condições para a redução de eventuais omissões nessa atividade; para tanto, em geral, utiliza-se como referência um fluxograma de engenharia ou outros documentos adicionais, de acordo com a complexidade da instalação em análise. Inicia-se o preenchimento da tabela, a partir do primeiro componente (equipamento) considerado de interesse para os objetivos da análise a ser realizada, seguindo o fluxo (seqüência) normal do processo até a sua etapa final, devendo-se considerar as seguintes recomendações:  Identificação adequada dos equipamentos, considerando suas denominações formais ou dados adicionais, caso necessário;  Descrever adequadamente e contemplar os diferentes modos de falha em relação ao modo normal de operação de cada equipamento considerado na análise; assim, por exemplo, um modo de falha de uma válvula de controle que opera normalmente aberta, pode ser “falha em abrir ou falha fechada”;  Os analistas devem priorizar e se concentrar na análise, em especial, nas situações que possam provocar conseqüências relevantes;  Para cada modo de falha identificado deve-se procurar avaliara os efeitos em outros componentes ou no sistema; por exemplo, uma falha possa gerar o vazamento de um líquido por um selo de uma bomba tem um efeito imediato ao redor desse equipamento e, caso o produto seja inflamável, poderá ocasionar um incêndio afetando outros equipamentos da situados nas imediações.
  28. 28. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 28 Por fim, para cada modo de falha e após a definição dos possíveis efeitos decorrentes da falha em questão devem ser apontadas eventuais recomendações, caso julgado necessário. 4. EXERCÍCIOS Na seqüência estão apresentados dois exemplos de forma a ilustrar a aplicação da técnica AMFE. A Figura 2, que segue, representa, de forma simplificada e esquemática, uma caixa d’ água de uso domiciliar, para a qual foi desenvolvida uma AMFE, de forma a se estudar as possíveis perdas decorrentes de falhas de seus componentes. Figura 3 – Esquema Simplificado de Caixa D’ Água A Tabela 2, apresentada na seqüência, mostra a aplicação da técnica AMFE para a caixa d’ água.
  29. 29. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 29 Tabela 2 – AMFE – Caixa D’ Água A Figura 4 apresenta um esquema simplificado de um processo industrial com um reator exotérmico, que tem a temperatura de reação controlada pela circulação de água; na seqüência é mostrada a Tabela 3, relativa à aplicação da técnica, desta vez considerando também os modos de detecção das falhas e a severidade (criticidade) dos possíveis efeitos associados (AMFEC).
  30. 30. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 30 Figura 4 – Reator Exotérmico Tabela 3 – AMFEC – Reator Exotérmico
  31. 31. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 31 Tabela 3 – AMFEC – Reator Exotérmico (continuação)
  32. 32. Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC Cidade Universitária – Campus A.C. Simões Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – AL www.ctec.ufal.br 32 Tabela 3 – AMFEC – Reator Exotérmico (continuação) 5. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA DE CICCO, Francesco & FANTAZZINI, Mário L. Introdução à Engenharia de Segurança de Sistemas. FUNDACENTRO, São Paulo, 1985. SANTAMARIA RAMIRO, J. M & BRAÑA, P. A. Análisis y Reducción de Riesgos en La Industria Química. Fundación MAPFRE, Madri, 1994. Dirección General de Protección Civil. Guia Técnica: Métodos Cualitativos para el Análisis de Riesgos. Madri, 1990. AIChE/CCPs. Guidelines for Hazard Evaluation Procedures, 2nd Ed., New York, 1992.

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