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1 GERENCIAMENTO DE ALARMES: EXPERIÊNCIAS E RESULTADOS NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO GUSTAVO LEITÃO¹, LUIZ AFFONSO GUEDES², KAKU SAITO³, MAURICIO FERREIRA QUÉLHAS 4, ANDRÉ LUCENA DE ALMEIDA 5 ¹ Logique Sistemas Rua Monte Sinai, 1920 Natal,RN,Brasil ²Laboratório de Informática Industrial, Departamento de Engenharia da Computação e Automação Universidade Federal do Rio Grande do Norte Natal, RN, Brasi 3,4,5 Petroleo Brasileiro S/A - Petrobras Av. República do Chile, nº 65 Centro Rio de Janeiro s: Abstract The ineffectiveness of the classic alarm systems observed in various industries in the world motivated the activity known as alarm management. The alarm management is the routine assessment and continuous improvement of the alarm system. In this work, the activity of alarm management is detailed and solutions to common problems in the process industry, especially in the oil industry. As a result, the gains achieved in alarm management are discussed. Keywords Alarm management, alarm systems, alarms, operational safety, process optimization, oil industry. Resumo A ineficácia dos sistemas clássicos de alarmes observados em diversos segmentos industriais no mundo motivou a atividade conhecida como gerenciamento de alarmes. O gerenciamento de alarmes consiste na rotina de avaliação e melhoria contínua do sistema de alarmes. Nesse trabalho, a atividade de gerenciamento de alarmes é detalhada e são mostradas soluções para problemas comuns na indústria de processo, em especial na indústria de petróleo. Como resultados são apresentados alguns casos onde o trabalho de gestão de alarmes foi aplicado e os ganhos alcançados. Palavras-chave Gerenciamento de alarmes, sistemas de alarmes, alarmes, segurança operacional, otimização de processos, indústria do petróleo. 1 Introdução A integração das informações de chão-defábrica aos sistemas corporativos possibilita a otimização da gerência. Dentre os vários benefícios existentes nessa integração, podemos destacar: a disponibilidade para comprometimento, redução do tempo de produção e otimização da cadeia de suprimentos. No entanto, essa integração dos sistemas modernos, em consonância com a revolução digital ocorrida nas últimas décadas, acarretou também em um extremo aumento da quantidade de dados disponibilizados a partir do chão-de-fábrica. Esse aumento trouxe consigo um grande desafio: transformar esse grande volume de dados em informação útil à tomada de decisão, de modo que venha a contribuir efetivamente na melhoria da operação e planejamento do processo como um todo. Nesse contexto, observou-se nas últimas décadas um aumento exponencial do número de alarmes configurados por operador. Para compreender melhor esse problema é importante entender que antes da adoção dos sistemas digitais, os alarmes eram representados por painéis luminosos onde cada lâmpada sinalizava uma anormalidade no processo. Ao ser identificada uma anormalidade, um sinal luminoso e outro sonoro eram disparados. O operador, como forma de mostrar ciência do problema, pressionava uma botoeira que silenciava o sinal sonoro e transformava o sinal luminoso de intermitente para um sinal constante. O sinal luminoso ficava ligado até que a anormalidade do processo tenha sido resolvida. Assim, com a adoção dos PES (sistemas eletrônicos programáveis), um alarme deixou de ser uma lâmpada em um painel físico e passou a ser um item configurável e visualizado através de uma tela onde a lista de alarmes era apresentada quase sempre em formato de tabela. Assim, a adição de novos alarmes tornou-se uma tarefa de baixo custo e feita geralmente sem uma metodologia formal, o que resultou no acréscimo do número de alarmes configurados e consequentemente reportados por operador. Estimase, que hoje, um operador manipule, em média, cerca de 3500 alarmes geralmente organizados em tabelas nem sempre visíveis ou facilmente acessíveis (ver Figura 1 para a evolução do número de alarmes controlados por um operador) (Habibi, 2006). 3822

2 Figura 1 Evolução do número de alarmes Em consequência disso, atualmente a maior parte dos sistemas de alarmes reportam mais ocorrências do que pode ser individualmente analisada e entendida pelo operador. A Figura 2 mostra um típico relatório de taxa de alarmes por dia nas indústrias. Como pode ser observado, a realidade está bem distante da média aceitável estabelecidas pelas normas internacionais. Ainda assim, durante uma anormalidade do sistema, essa magnitude tende a crescer em número e velocidade tornando os sistemas de alarmes ainda mais inúteis nesses momentos. Investigações dos mais recentes incidentes da indústria mostram que o número excessivo de alarmes, acompanhado da ineficiência em se determinar a causa raiz para o problema, contribuíram significativamente para transformar, para pior, a situação. Figura 2 Típico resultado de Taxa de alarmes por dia Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo central ressaltar a importância da atividade de gerenciamento de alarmes, propor metodologias bem como abordar alguns dos problemas encontrados na indústria de petróleo e como resolvê-los. 2 O Alarme Um alarme é uma notificação ao operador sobre a ocorrência de uma anormalidade que necessita de uma ação a ser tomada em um tempo restrito (EEMUA, 1999). Porém, o aumento da complexidade dos sistemas e a inclusão e monitoramento de alarmes sem uma filosofia formal, acabam por gerar diversos alarmes que não se encaixam nesta definição básica. De tal modo, muitas vezes é necessária a interpretação de múltiplos alarmes, eventos e paneis sinóticos do processo para a identificação de uma anormalidade gerando uma sobrecarga operacional. Assim, a operação do processo através dos alarmes torna-se uma tarefa humanamente impossível de ser realizada, principalmente em uma situação anormal do processo, onde uma única falha pode gerar centenas de notificações de alarmes. Neste contexto, os sistemas de alarmes, que têm como função o monitoramento de anormalidades da planta, geralmente não o faz adequadamente principalmente durante uma situação anormal do processo quando deveriam ser ainda mais úteis. 2.1 Ineficácias dos Sistemas de Alarmes Como apresentado anteriormente, os atuais sistemas de alarmes não estão preparados para lidar com o grande volume de dados recebidos durante uma situação anormal. Pois, quando submetidos a situações de perturbação da planta, os sistemas geram uma grande quantidade de alarmes, tornando a situação inoperável (Mattiasson, 1999). Uma investigação em Scanraff (Mattiasson, 1999) mostrou que durante a operação normal de uma planta, a média do número de ações do operador por hora é de 3,1 via o sistema supervisão (em uma semana aleatória). No entanto, durante uma perturbação no processo, esta média de ações do operador aumenta para 52,8 por hora, o que é quase uma ação por minuto. As ações do sistema devem ainda ser realizadas em conjunto com discussões e instruções passadas via rádio e telefone, tornando ainda mais complicado lidar com esses sistemas sob operação anormal. Um outro estudo conduzido pelo HSE (EEMUA, 1999) com objetivo de levantar as deficiências na área apontou resultados semelhantes. Uma pesquisa feita com 96 operadores de 13 plantas, mostrou que sob operação normal um operador recebe em média 1 alarme a cada 2 minutos. Cerca de 50% desses alarmes são alarmes repetitivos que o operador já visualizou nos últimos 5 minutos. Porém, sob operação anormal, após um distúrbio na planta, ocorrem tipicamente aproximadamente 90 alarmes no primeiro minuto e mais 70 nos 10 minutos subsequentes. Diante destes números fica evidente observar que os alarmes surgem demasiadamente rápidos, tornando impossível ao operador compreendê-los. Aproximadamente 50% dos operadores admitiram que se sentiram forçados a aceitar um alarme, sem se quer lê-los ou entendê-los. 2.2 Incidentes Diante desta ineficácia dos sistemas de alarmes, não raros são os incidentes que têm como uma das causas a falha na identificação a tempo da anormali- 3823

3 dade ocorrida. Dentre esses incidentes provocados pela sobrecarga de alarmes e/ou informação aos operadores podem-se citar: a explosão da refinaria da Texaco em Milford Haven e o incidente nuclear em Three Mile Island (Bransby, 1998). A explosão da refinaria em Milford Haven, em julho de 1994, teve como principal causa a queda de um raio. O raio atingiu a refinaria da Texaco cinco horas antes da explosão, porém durante este período os operadores não foram capazes de identificar a causa do problema. O sistema de alarmes gerava uma nova ocorrência em média a cada dois segundos, tornando impossível processá-las para identificar a causa raiz das ocorrências. A ineficiência em priorizar os alarmes (87% dos alarmes possuíam alta prioridade) e as características da interface gráfica também contribuíram de forma determinante para a ocorrência do episódio. O acidente poderia ser evitado se os operadores desligassem a planta, porém o descrédito do sistema de alarmes associado com a dificuldade de encontrar uma causa para as ocorrências de alarmes impossibilitou tal ação (Bransby 1998, Bransby & Jenkinson 1998, Wilson 1998). O acidente gerou 48 milhões de libras em danos causados pela explosão, além de multas e processos judiciais envolvendo os 26 funcionários feridos durante esse acidente. Similarmente, o episódio no Three Mile Island, apontou diversas falhas nos sistemas de alarmes. No momento do incidente ocorreram centenas de alarmes com baixo teor informativo e ainda os alarmes de sinais importantes estavam erroneamente suprimidos. Esses incidentes estimularam a criação de projeto de estudos para os sistemas de alarmes gerando algumas normais internacionais como será apresentado na seção seguinte. Um dos primeiros estudos realizados para a indústria química e de energia no gerenciamento de alarmes foi desenvolvido pela HSE (Health and Safety Executive), que demonstrou que as deficiências encontradas no sistema de alarmes da refinaria Milford Haven eram comuns a outros sistemas de alarmes adotados em diferentes companhias e que algumas empresas já estavam adotando políticas de melhoramento em seus sistemas e metodologias (Bransby, 2000). Dessa forma, esse documento serviu de ponto de partida para construção de roteiros de boas práticas, a norma EEMUA 191 e a norma de padronização de sistema de alarmes ISA Metodologia Diante desse cenário, uma série de boas práticas para configuração e manutenção dos alarmes vem sendo empregadas nas indústrias de processo como forma de diminuir o número de ocorrência de alarmes desnecessários. Essa atividade é conhecida como racionalização de alarmes e tem como objetivo realizar a análise das ocorrências de alarmes passados e propor e implementar melhorias como forma a evitar que o problema ocorra novamente. Esse processo é geralmente executado periodicamente por uma equipe multidisciplinar composta geralmente por engenheiros de processo, engenheiros de equipamentos e técnicos de operação, instrumentação e automação. O primeiro passo para qualquer trabalho de racionalização de alarmes é definir uma filosofia de alarmes a ser empregada na companhia. A definição da filosofia é de extrema importância, pois serve de guia durante todo o trabalho. A filosofia é composta geralmente por um conjunto de boas práticas na configuração dos alarmes e definições. Uma vez definida a filosofia, o ciclo de gerenciamento de alarmes pode ser iniciado. Nesse trabalho foi utilizado como referência um ciclo de gestão apresentado na Figura 3. Este fluxo de trabalho é uma simplificação do ciclo proposto pela norma ISA Gestão de Mudanças Monitoramento de desempenho Identificação Racionalização Projeto e Implantação Figura 3 Ciclo de gestão de alarmes simplificado Como pode ser visto na Figura 3 a primeira fase do ciclo é a etapa de identificação. Nessa fase é realizada uma análise estatística das ocorrências de alarmes onde os principais alarmes do período são então identificados. O Objetivo nessa etapa é identificar, por exemplo, os bad-actors (alarmes mais frequentes do período), alarmes ruidosos (alarmes que ocorrem dezenas de vezes por segundo), alarmes duplicados, alarmes falsos, dentre outros problemas. Na etapa seguinte, chamada de racionalização, os alarmes problemáticos identificados na etapa anterior são avaliados como forma de avaliar suas configurações. Nesse momento melhorias são propostas pelo grupo. A fase seguinte, é conhecida como Projeto e Implantação e é onde é realizado um projeto para concretizar as mudanças necessárias. Essas mudanças podem ser desde a remoção, inclusão ou ajuste de configuração de um alarme ou até mesmo alteração da instrumentação como, por exemplo, adição de um novo instrumento de campo. As alterações mais simples, que não demandam projeto, podem ser implementadas nesse momento. Na fase seguinte, é realizado o monitoramento de desempenho das mudanças realizadas nos ciclos anteriores como forma de avaliar se as mudanças propostas solucionaram os problemas que se propunham a resolver. Por fim, é realizada a gestão de mudanças, onde todas as alterações são rigorosamente documentadas e disponibilizadas para os interessados. 3824

4 Assim, é muito importante a utilização de algum sistema de gerenciamento de alarmes para ajudar no ciclo de gestão de alarmes. Um bom sistema de alarmes deve tanto ajudar na identificação dos alarmes que necessitam de atenção por parte do grupo, bem como, auxiliar na gestão de mudanças das configurações de alarmes. 4 Boas Práticas e Casos Típicos Durante a execução do ciclo de gestão de alarmes é muito importante que a equipe esteja sintonizada para tratar os problemas. Assim, nessa seção será apresentado um conjunto de boas práticas e problemas comuns à indústria de petróleo. Muitas das recomendações podem ser encontradas nas normas de gerenciamento de alarmes e algumas delas são resultados de anos de experiência em configuração e gestão de alarmes. 4.1 Configurações dos Alarmes Uma das grandes preocupações para se ter um sistema de alarmes bem configurado é que apenas alarmes que precisem de uma ação operacional apareçam para os operadores. Além disso, em um cenário com mais de um alarme habilitado o operador saiba priorizar suas ações baseado na criticidade dos cenários atuais. Assim, a seguir são descritas alguns dos pontos de atenção em que se deve ter no momento de projeto de um determinado alarme. a) Diferença entre Alarme e Evento Um dos principais equívocos encontrados nas configurações dos alarmes é ter eventos do processo configurado como alarme. Por definição, um alarme é qualquer meio auditivo ou visual que indique uma condição anormal associada ao processo ou equipamento e que exige uma ação em um tempo restrito. Qualquer alarme que não caiba nessa definição deve ser transformado em um evento. Por exemplo, a abertura de uma válvula por si só não deve ser considerada um alarme, pois não indica uma condição anormal do processo e não possui uma ação operacional a ser executada. No entanto, caso o operador comande a abertura e após um tempo a válvula não se abra adequadamente, aí sim se tem um alarme. Similarmente, ao comandar uma partida ou parada de uma bomba, o evento de partida/parada não deve aparecer na lista de alarmes. Apenas caso a ação não seja executada adequadamente é que um alarme deve existir. b) Características de um Bom Alarme É muito importante que o sistema de alarmes, seja confiável para que possa ser útil. Assim, para atender à definição, um alarme deve ser projetado considerando-se as limitações humanas e deve possuir as seguintes características: 1. Relevância: deve ter importância operacional definida; se nenhuma resposta está associada ao sinal gerador do alarme, este sinal não deve ser um alarme; 2. Singularidade: uma mesma informação não deve ser representada por dois diferentes alarmes, evitando duplicidade de procedimentos de resposta que podem confundir e sobrecarregar o operador; 3. Precisão: nenhum alarme deve ser apresentado com muita antecedência à sua resposta ou muito tarde para que uma medida corretiva seja executada; 4. Grau de importância: todo alarme deve possuir uma prioridade, facilitando assim a tomada de decisões do operador; 5. Clareza: a mensagem do alarme deve ser de fácil compreensão e chamar atenção para as informações mais importantes que se deseja transmitir c) Banda Morta Uma das grandes preocupações para se ter um sistema de alarmes bem configurado é evitar a anunciação repetidamente de um mesmo alarme. Para resolver esse problema é importante implementar no sistema de alarmes uma estratégia de configuração de banda morta. A banda morta é uma faixa dentro da qual o alarme não tem seu estado alterado, independentemente da variação do sinal lido. A Figura 4 mostra um exemplo de configuração de banda morta. Note que após o sinal cruzar a primeira vez o valor de ajuste do alarme o alarme é ativado, no entanto para que a normalização ocorra o alarme tem que cruzar a faixa da banda morta. Esse tipo de configuração é bastante importante, pois garante que o operador será notificado tão logo o alarme atinja o valor de ajuste e ainda assim evita a múltiplas ocorrências devido a pequenas variações em torno do limiar do alarme. Figura 4 Banda morta 3825

5 d) Delay-on/Delay-off Outra importante estratégia, também para evitar a anunciação repetidamente de um mesmo alarme, é a configuração de um atraso para a ativação do alarme. O objetivo dessa técnica é evitar que um pico repentino de um sinal gere um alarme inútil. Assim, é configurado esse atraso chamado de delay-on onde o alarme apenas irá soar caso o sinal permaneça por alguns segundos na região de alarme. Similarmente é importante configurar o delay-off, onde o alarme é normalizado apenas após o sinal permanecer um tempo configurável em situação normal. e) Priorização dos Alarmes É de extrema importância que todos os alarmes possuam uma prioridade associada. A prioridade é bastante importante para que o técnico de operação possa priorizar sua atenção em um cenário de múltiplos alarmes. Uma boa prática é priorizar os alarmes em função do tempo disponível para resposta do operador, e dos impactos causados na planta quando da ausência desta resposta. Estes impactos podem estar relacionados à perda de produção e de ativos, meio ambiente e segurança pessoal, consideradas dentro destas categorias os alarmes definidos para atendimento à legislação local ou a políticas internas da companhia. Durante a avaliação destes impactos, devem ser consideradas as camadas de proteção que estão disponíveis na planta no momento da análise. Estas camadas de proteção podem ser funções instrumentadas de segurança ou dispositivos mecânicos de proteção, como válvulas de segurança. A ausência de camadas de proteção adequadas tende a fazer com que o alarme adquira uma prioridade elevada. A disponibilidade de um SIS bem projetado, por exemplo, tenderá a reduzir o impacto associado ao meio ambiente e segurança pessoal, e a aumentar o impacto associado a perda de produção, já que na ausência de resposta do operador ao alarme, deve ser considerado que o SIS irá atuar. Idealmente não devem existir muitos níveis de prioridades de alarmes. Uma boa recomendação é ter apenas três níveis: baixa, média e alta. Como uma métrica de boa prática as configurações de alarmes devem obedecer a distribuição onde 5% dos alarmes da planta sejam de prioridade alta, 15% de prioridade média e 80% de prioridade baixa. 4.2 Casos Típicos a) Partida / Parada de bombas As Figura 5 (a) e (b) mostram casos típicos de controle ON-OFF para nível de vasos e tanques (ou reservatórios em geral). Comumente todos os níveis (alto, muito alto, baixo e muito baixo) de alarmes são configurados e anunciados ao operador. No entanto, uma boa estratégia para esse caso é configurar ações automáticas em caso de alarmes de nível alto e baixo, suprimindo os alarmes. As devidas ações automáticas e alarmes para estes sistemas são listados na Tabela 1. Tabela 1 - Ação automática e alarmes para controle ON-OFF de nível. Situação operacional Ação automática Alarme no SDCD Nível muito alto - Sim Nível alto Parte bomba / abre válvula Não Nível baixo Para bomba / fecha válvula Não Nível muito baixo - Sim (a) (b) Figura 5 - Controle ON-OFF de nível de vasos ou tanques, (a) por partida/parada de bombas ou (b) abertura/fechamento de válvulas b) Pressão de Descarga de Bombas Tipicamente são empregados transmissores de pressão em descarga de bombas, como ilustrado na Figura 6, utilizados para indicar baixa eficiência das respectivas bombas. Se a pressão cair enquanto a bomba estiver operando, a razão pode ser por falha da bomba ou ainda rompimento da tubulação / flanges. Por outro lado, quando a bomba estiver parada, a pressão estará normalmente abaixo do limite configurado de alarme. Assim, caso a bomba esteja parada os alarmes de pressão de descarga devem ser suprimidos. A Tabela 2 apresenta a correta supressão de alarmes. Figura 6 - Alarme de pressão para descarga de bombas Tabela 2 - Alarme de pressão para descarga de bombas Situação operacional Bomba parada Bomba operando Alarme no SDCD Suprimido Habilitado c) Controle de Nível por Vazão de Refluxo O controle de nível em vasos no topo de torres é comumente efetuado em cascata com controle de vazão, como mostrado na Figura 7. As bombas utilizadas nestes sistemas, geralmente possuem vazão 3826

6 mínima de operação e, por isso, normalmente são configurados alarmes de vazão baixa nas FCs da estrutura de controle. Sendo assim, é conveniente que seja configurado Limite Inferior para o set-point do controlador na FC, impedindo que o controle de nível leve o sistema a operar abaixo do limite inferior de vazão da bomba. Além disso, deve-se configurar supressão do alarme de vazão baixa pelo status da bomba (equivalente à configuração apresentada na seção anterior). Antes de entender esse índice, é importante perceber que os sistemas de alarmes devem ser projetados para a capacidade humana de processar as informações. Assim, toda taxa de alarmes deve ser normalizada pela quantidade de operadores para se ter uma noção da sobrecarga imposta ao operador. Diante disso, esse índice representa a quantidade de novos alarmes ativados por hora por operador. Em uma operação normal, a maioria dos alarmes deve requerer que o operador realize algumas verificações no processo para identificar a melhor ação a ser tomada. Essas verificações podem ser desde uma simples checagem do ponto de operação de um instrumento até uma análise de campo das condições de processo. Assim, a Tabela 3 mostra alguns valores de referências da norma EEMUA Nº 191. Tabela 3 Valores de referência da taxa média por hora por operador sugeridos pela EEMUA Nº 191 Taxa de alarmes por hora por Qualidade da operador em condições normais operação de operação Mais do que 60 alarmes por hora Inaceitável Até 30 alarmes por hora Instável Até 12 alarmes por hora Gerenciável 6 ou menos alarmes por hora Aceitável A norma ISA 18.2 também estabelecem como 12 o número máximo de alarmes por hora por operador para um processo ser considerado gerenciável e 6 como sendo o valor aceitável. Sendo assim, esses valores são um bom ponto de partida para a avaliação da situação do sistema de alarmes de um processo. Figura 7 - Controle de refluxo de vasos de topo de torres separadoras Configurações típicas na controladora de vazão, FC: Alarme de vazão baixa: acima da vazão mínima da bomba Limite Inferior de set-point, SP: acima do alarme low É importante ressaltar que a configuração de limites de set-point deve ser usada sempre que houver controle em cascata, e a malha escrava possuir alarmes de low ou high. Os limites de set-point devem sempre ser mais restritivos que os limites de alarme. 5 Índices de Desempenho (Kpi s) Para o acompanhamento e avaliação dos resultados dos trabalhos de gerenciamento de alarmes é importante realizar o acompanhamento de alguns índices de desempenho dos sistemas de alarmes. Nessa seção serão apresentados alguns dos mais importantes índices na atividade de gestão de alarmes. a) Taxa de Alarmes Horária por Operador b) Distribuição de Prioridades Um problema comum nos sistemas de alarmes é a falha na priorização dos alarmes. A priorização é extremamente importante principalmente durante uma avalanche de alarmes, pois o operador será capaz de priorizar suas ações. Em um cenário de avalanche com uma pobre priorização dos alarmes, o operador pode ter dificuldades em priorizar suas ações e, por conseguinte atuar no processo para que ele volte à situação normal de operação. Assim, um importante índice para acompanhamento é a distribuição de prioridade dos alarmes a que o operador foi submetido. A tabela abaixo mostra alguns valores de referência para acompanhamento desse índice. Tabela 4 Métrica de desempenho de prioridade Prioridade do Alarme Alto Médio Baixo Taxa máxima 5 por turno 2 por hora 10 por hora Para se alcançar esse tipo de distribuição é importante que durante a racionalização de alarmes ou mesmo durante o projeto dos alarmes se tenha atenção para a quantidade de alarmes de prioridade baixa, média e alta configurados no sistema de alarmes. Assim, as normas trazem como boa prática existir apenas 5% dos alarmes configurados como prioridade alta, 15% com prioridade média e 80% com prioridade baixa. c) Número de Alarmes Stales Alarmes que permanecem ativos continuamente por mais de vinte e quatro horas podem ser considerados como alarmes stales. Esses alarmes permane- 3827

7 cem ativos continuamente durante dias, semanas ou meses fornecendo pouca informação para os operadores e poluindo a tela de operação (ISA, 2009). Segundo a EEMUA No 191, uma planta com um alto número de alarmes stales indica que ela pode estar com problema de: Operação - Ocorre quando os operadores não tomam ações para corrigir o problema indicado pelo alarme. Manutenção Falta de estratégia de inibição dos alarmes de equipamentos em manutenção. Definição dos alarmes Falta de uma filosofia de alarmes bem como erro nos ajustes e configurações dos alarmes. Figura 8 Comparativo do número de alarmes configurados antes e depois do gerenciamento de alarmes Para ilustrar esse resultado, temos na Figura 8 o resultado obtido em quatro plataformas de pequeno porte após início da racionalização de alarmes. Como pode ser visto, antes da racionalização existiam muitos alarmes configurados, no entanto após análise verificou-se que a maioria desses alarmes na verdade eram eventos erroneamente configurados como alarme A norma ISA-SP18 define que os alarmes stales devem ocorrer menos de cinco por dia e que todos esses alarmes devem possuir um plano de ação para resolvê-los. Já a EEMUA No 191, recomenda que para plantas com um grande sistema de alarmes (contendo mais do que mil alarmes) é aceitável que apenas 1% dos alarmes estejam ativos continuamente Resultados Desde 2006 a Petrobras vem realizando a atividade de gerenciamento de alarmes em suas unidades industriais. Para a avaliação dos seus sistemas de alarmes a Petrobras utiliza o sistema BR- AlarmExpert de onde é possível tirar todas estatísticas para conduzir o trabalho bem como realizar a atividade de gestão de mudanças. O trabalho de racionalização é realizado periodicamente, geralmente semanalmente, por uma equipe multidisciplinar que incluem engenheiros de processo, engenheiros de automação, técnico de operação, técnico em instrumentação e técnicos de automação. O trabalho trouxe nas mais diversas unidades industriais da companhia excelentes resultados que trouxeram aumento da confiabilidade operacional e diminuição das paradas. Para se ter uma ideia, após o início do trabalho de reavaliação dos alarmes configurados foi possível em diversas unidades industriais obter uma redução de até 88% do número de alarmes configurados apenas aplicando a filosofia do que realmente se trata de um alarme e o que pode ser configurado como evento (Lucena, 2010) Plataforma 1 Plataforma 2 Plataforma 3 Plataforma 4 Alarmes Antes Alarmes Depois Eventos Antes Eventos Depois Figura 9 Média horária de alarmes por operador Consequentemente, a quantidade de alarmes anunciadas por operador teve uma significativa queda que pode ser observada pelo resultado ilustrado na Figura 9. Para obter esse índice é importante salientar que todas as quatro plataformas são controladas a partir de uma única sala de controle central. O trabalho de reavaliação dos alarmes segundo a nova filosofia foi iniciado em Dezembro do ano anterior e ao fim de Fevereiro foi efetivamente implementado. Assim, a taxa de alarmes que antes estava a um patamar não gerenciável, atingiu o índice considerado aceitável pelas normas internacionais nos meses seguintes. No entanto, no mês de Agosto pode ser observado um novo aumento de ocorrência de alarmes. Esse aumento ocorreu em decorrência da entrada em operação de quatro novos poços que estavam parados para uma intervenção. Similarmente aos resultados apresentados anteriormente, o trabalho de gerenciamento de alarmes também traz bons resultados em grandes unidades industriais. A Figura 10 mostra a evolução da taxa de alarmes por hora por operador em um cenário em uma grande unidade industrial no período de três anos de trabalho. Diferentemente do caso das plataformas de pequeno porte, o trabalho não iniciou por reavaliar todos os alarmes da planta devido à ineficiência desse tipo de atividade face ao grande número de alarmes configurados. Assim, a estratégia nesse caso foi realizar reuniões semanais de gerenciamento de alarmes onde são identificados os vinte alarmes mais frequentes (bad-actors) da semana anterior e então são exaustivamente analisados pela equipe multidisciplinar que propõe melhorias no processo levando em conta os casos típicos apresentados nesse trabalho. Naturalmente, por se tratar de uma planta de grande porte onde se tem uma ordem de grandeza 3828

8 de alarmes configurados por operador na casa dos milhares, o trabalho evolui em um ritmo um pouco mais lento Figura 10 Evolução da taxa de alarmes por hora por operador ao longo de três anos em uma planta de grande porte Apesar dos valores de referências estarem maiores que os índices desejáveis pelas normas internacionais o trabalho vem evoluindo satisfatoriamente. Até julho do terceiro ano a taxa de alarmes por operador chegou a ficar em média 90% menor que no início dos trabalhos. No entanto, em setembro do terceiro ano os índices começaram a ter uma leve alta mostrando a importância de se ter um trabalho contínuo de gestão de alarmes, pois a dinâmica dos processos, a manutenção contínua, paradas e entrada em operação, precisam estar sempre acompanhadas de uma avaliação contínua da saúde dos sistemas de alarmes. 7 Considerações Finais Referências Bibliográficas Bransby, M., April 1998, "Explosive lessons," Computing & Control Engineering Journal, vol.9, no.2, pp.57,60. Bransby, M.; Jenkinson, J., April 1998, "Alarming performance," Computing & Control Engineering Journal, vol.9, no.2, pp.61,67. EEMUA (1999). ALARM SYSTEMS a Guide to Design, Management and Procurement, Technical report 191. The Engineering Equipment and Materials Users Association. Habibi, Eddie & Bill Hollifield (2006), Alarm Systems Greatly Affect Offshore Facilities Amid High Oil Prices, World Oil Magazine, Vol 227, pp ISA (2009). Management of Alarm Systems for the Process Industries, Technical report 18.2, International Society of Automation. Lucena, A. (2010), Gerenciamento de Alarmes em Plataformas Marítimas de Produção de Hidrocarbonetos: Metodologia e Estudo de Caso. Dissertação (Mestrado em Ciências e engenharia de Petróleo) Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Natal. Mattiasson, C., Jun 1999, "The alarm system from the operator's perspective," Human Interfaces in Control Rooms, Cockpits and Command Centres, International Conference on, vol., no., pp.217,221, Wilson, A.M., Mar 1998, "Alarm Management And Its Importance In Ensuring Safety," Best Practices in Alarm Management (Digest No. 1998/279), IEE Colloquium on, vol., no., pp.6/1,6/3, 25. Nesse trabalho foi exposto um pouco da atividade de gerenciamento de alarmes e sua importância. Pôde-se observar que é um tema de extrema relevância face aos diversos casos de incidentes encontrados na literatura. Assim, deve ser uma atividade rotineira em qualquer tipo de processo industrial. Como principal contribuição, alguns casos típicos da indústria de petróleo foram apresentados e como devem ser abordados do ponto de vista de gerenciamento de alarmes. Além disso, foram apresentados alguns índices importantes para o acompanhamento do trabalho e os resultados obtidos em plantas de grande e pequeno porte. Por fim, apesar de ser um trabalho exaustivo, o inicio do gerenciamento de alarmes costuma ser bastante animador, pois com apenas algumas pequenas técnicas e cuidados ao se racionalizar um alarme trazem grandes resultados tornando o sistema de alarmes mais confiável. Com mais tempo livre, os operadores podem ser ainda mais eficientes na operação do processo levando a menos paradas da planta que justificam financeiramente a atividade de gerenciamento de alarmes. 3829

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