Análise preliminar de riscos UFAL

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
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Apostila de Ferramentas de
Análise de Risco
Engenharia Ambiental
Professor Eduardo Lucena C. de Amorim

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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.
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ÍNDICE
........................................................................................................................................................................1
........................................................................................................................................................................2
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...........................................................................................26
4. EXERCÍCIOS........................................................................................................................................29
5. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA.......................................................................................................33
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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;
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- 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;
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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;
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- 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
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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
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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
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Fig. 2.4.4 - Matriz de Classificação de Riscos Usada em APR
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APRESENTAÇÃO DO RESULTADO DA APR DO EXEMPLO DO ITEM 2.3
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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.
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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:
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Seguem alguns exemplos de desvios e suas possíveis causas.
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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
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 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
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atualizados e desenhos de tubulações e instrumentos existentes contêm, via de
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.
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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.
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.
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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
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”.
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Unidade de produção de “DAP”
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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.
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
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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.
23

www.ctec.ufal.br
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.
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
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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.
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.
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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
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.
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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
efeitos decorrentes das falhas identificadas, conforme previsto na tabela da
AMFEC, acima apresentada.
Tabela 1 – Exemplo de Categorias de Severidade
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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.
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.
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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.
Tabela 2 – AMFE – Caixa D’ Água
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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).
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Figura 4 – Reator Exotérmico
Tabela 3 – AMFEC – Reator Exotérmico
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Tabela 3 – AMFEC – Reator Exotérmico (continuação)
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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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