Ferramentas para Análise de Risco. Roteiro. Introdução

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1 Ferramentas para Análise de Risco Roteiro 1. Introdução 2. APP Análise Preliminar de Perigo 3. HAZOP Hazard and Operability Study 4. Estudo de Caso APP e HAZOP 5. FMEA Failure Modes and Effects Analysis 6. Estudos de Casos FMEA 7. FTA Fault Tree Analysis 8. A FTA e a FMEA 9. Conseqüências e Estimativas de Riscos 10. Referências Introdução 1

2 Introdução EIA Estudo de Impacto Ambiental: Efetuado na fase de concepção do projeto São consideradas alternativas Análise de Risco: Necessita de projeto detalhado para quantificar riscos Identificação de Perigos Ponto de partida dos estudos de risco: Varredura da instalação (ou processo) Identificação de eventos iniciadores de falhas operacionais; Posteriormente, quantifica-se a probabilidade de ocorrência dos eventos Técnicas de Identificação de Risco (1) 1) Análise Histórica de Acidentes: Levantamento de acidentes ocorridos em instalações similares 2) Inspeção de Segurança: Aplicável apenas em instalações em operação 2

3 3) Lista de Verificação Aplicação de seqüência lógica de questões para avaliação das condições de segurança instalação ou processo Aplicada nas fases: de elaboração, do projeto, da construção, de operação, durante paradas de manutenção 4) Método E se...? (What If) Identificação de eventos indesejados por equipes de especialistas Análise da variação (incerteza) na saída de um modelo, de acordo com diferentes fontes de variação na entrada do modelo A atribuição das saídas pode ser qualitativa ou quantitativa 5) Análise Preliminar de Perigos: PHA Preliminary Hazard Analysis Visa identificação precoce de situações indesejadas Usada na etapa de planejamento do projeto 6) Análise de Perigo e Operacionalidade: HAZOP Hazard and Operability Study 3

4 7) Tipos de Falhas e Análise de Conseqüências: FMEA Failure Modes and Effects Analysis Identificam-se as falhas, relacionando-a com seus efeitos Podem haver vários modos de falha Identificam-se os efeitos Técnica indutiva Ex.: Se a falha de uma válvula for vazamento de líquido, um efeito é incêndio 8) Análise de Árvore de Falhas FTA Fault Tree Analysis Montagem de diagrama de falhas com bifurcações sucessivas Técnica dedutiva Ex.: Sistema de água pode falhar por falta de água no reservatório ou por falha no sistema de bombeamento Sistema de bombeamento pode falhar em cada uma de suas duas bombas Permite análise quantitativa Probabilidade de cada evento, taxa de falha de componentes Determinação de caminho crítico: Seqüência de eventos com maior probabilidade de levar ao evento indesejado (evento topo) 4

5 9) Análise de Árvore de Eventos ETA Event Tree Analysis Diagrama que descreve a seqüência de eventos necessária para que ocorra um acidente Cada ramificação com apenas duas possibilidades Sucesso ou fracasso 10) Análise de Causas e Conseqüências Identificação dos fatores que podem causar acidentes Preparação de árvore de eventos Detalhamento de evento para determinação de suas causas básicas (árvore de falhas) Determinação de medidas de redução de eventos acidentais APP Análise Preliminar de Perigo 5

6 Objetivos Metodologia indutiva estruturada para: Identificar perigos potenciais de instalação (sistema); Examinar maneira pelas quais energia ou material do processo pode ser liberada de forma descontrolada; Levantar causas de cada perigo e seus efeitos sobre pessoas e meio ambiente Avaliação qualitativa dos riscos para priorização Sugestão de medidas preventivas e/ou mitigadoras de riscos Escopo Eventos perigosos cujas causas originam-se da instalação (ou sistema) Falhas de componentes ou do sistema Erros operacionais e de manutenção Resultados são qualitativos Não fornecem resultados numéricos Aplicação: Sistemas em início de desenvolvimento; Revisão geral de segurança de sistemas ou instalações em operação; É precursora de outras análises Aplicada por equipe multidisciplinar: Reuniões de até 3 horas; Periodicidade: 2 a 3 vezes por semana 6

7 Informações Necessárias Região Instalações Substâncias Dados demográficos Dados climatológicos Premissas de projeto Especificações técnicas de projeto Especificações de equipamentos Lay-out da instalação Descrição dos principais sistemas de proteção e segurança Propriedades físico-químicas Características de inflamabilidade Características de toxidade Metodologia Definição dos objetivos e do escopo da análise; Definição das fronteiras do processo (instalação); Coleta de informações sobre a região, a instalação e os perigos envolvidos; Subdivisão do processo (instalação) em módulos Realização da APP: Preenchimento da planilha Elaboração das estatísticas dos cenários identificados por categorias de risco Freqüência e severidade Análise dos resultados 7

8 Modelo de Planilha Freqüência Severidade 8

9 Matriz de Classificação de Riscos Estrutura do Relatório Descrição dos objetivos e escopo da análise; Descrição do sistema, contemplando aspecto de operação, manutenção e possíveis modificações; Descrição da metodologia e critérios adotados na análise; Apresentação da Análise Preliminar de Riscos: Modelos de análise Planilhas da APP Estatísticas dos cenários de acidentes Conclusões gerais com cenários de risco sério ou crítico identificados na APP Referências bibliográficas Anexos: Fluxogramas utilizados na APP 9

10 HAZOP Hazard and Operability Study Características Exame crítico sistemático de equipamentos ou parte de processos por equipe de especialistas Avaliação de potencial de riscos devido à má operação ou mau funcionamento de itens individuais de equipamentos (Processo) Atuação de equipe multidisciplinar: Projeto Segurança/Meio ambiente Manutenção Logística Ideal para projetos razoavelmente consolidados: Projeto estiver bem definido e com possibilidade de ser alterado sem grandes despesas. Recomendado para: Análise de projetos antes da implementação Melhoria de sistemas já existentes 10

11 Define as intenções do sistema Armazenar Transportar Define os parâmetros do sistema Pressão Nível Levanta possíveis desvios dos parâmetros Maior/menor/nenhuma pressão Maior/menor/nenhum nível Faz Brainstorm de: Causas Efeitos Meio ambiente Segurança e saúde Interrupção de negócios Perda de patrimônio Cria recomendações de melhoria Metodologia Amplo e irrestrito raciocínio lógico para detectar todas as anormalidades concebíveis do processo; Busca estruturada de possíveis desvios em variáveis do processo; Temperatura, pressão, vazão, etc. Busca em diferentes pontos do processo Nós-de-estudo Perguntas sistemáticas sobre o processo instigadas por lista de palavras-guia. 11

12 Conceitos Nós-de-estudo (Study Nodes): Pontos do processo localizados através de fluxogramas; Intenção de operação: Define os parâmetros de funcionamento normal do processo Ausência de desvios nos nós Desvios: Afastamento das intenções de operação Causas: Motivos da ocorrência do desvio: Falha do sistema; Erro humano; Estado não previsto de operação; Distúrbios externos Conseqüências: Resultados decorrentes de desvio de intenção de operação em determinado nó-de-estudo Parâmetros do processo: Fatores ou componentes da intenção de operação Variáveis físicas (vazão, pressão, temperatura, etc.) Procedimentos operacionais (operação, transferência, etc.) Palavras-guia (Guide Words): Palavras usadas para qualificar os desvios da intenção de operação São aplicadas aos parâmetros do processo em cada nó-de-estudo Questões: O que ocorreria se houvesse mais...? 12

13 Diagrama do Método Planilha de HAZOP ID NÓ PARÂMETRO DESVIO CAUSAS EFEITOS/PERIGOS 1 Tanque L. nível maior Falha da HV /55 fechada. Transbordodo tanque L pelo ladrão50-gni- Y1 e enviodo efluente para a ETE. F E SS M PP IN RT MEDIDAS de PROTEÇÃO MEDIDAS PREVENTIVAS RECOMENDAÇÕES 0,60 1, ,2 Existe muro de contenção As válvulas HV /55 são de modo de falha normal fechada. Colocar HV em redundância SS: Segurança e saúde MA: Meio ambiente P: Danos à propriedades IN: Interrupção de negócios RT = SS x F x E + M x F + PP x F + IN x F Seqüência de Análise 1ª Etapa Determinação dos desvios Evento Iniciador (Causas) Fatores Relevantes Efeitos 13

14 Palavras Guia Palavras-guia Não, Nenhum Menos Mais, Maior Também, Bem como Parte de Reverso Outro que, Senão Desvio Negação de propósito (nenhum fluxo) Decréscimo quantitativo (menor temperatura) Acréscimo quantitativo (mais pressão) Acréscimo qualitativo (também) Decréscimo qualitativo (parte de concentração) Oposição lógca de propósito (fluxo) Substituição completa Lista de Desvios para Processos Contínuos Recomendações Marcar sempre um nó-de-estudo na entrada de um grande equipamento e na saída de um equipamento que acumule produtos; Fazer perguntas no nó de estudo; Buscar falhas no início do sistema 14

15 Seqüência de Análise 2ª Etapa Determinação da Freqüência de cada cenário Determinação da Severidade de cada cenário Determinação do Risco de cada cenário Elaboração das Medidas Mitigadoras Gravidade Risco Segurança e Saúde Meio Ambiente Danosà propriedade Interrupção de Negócios PESO Necessidade de cooperação de órgãos externos regionais e estaduais de emergência. Perdas superiores a US$ 10 M. Tempo de parada superior a 20 dias. 100 Catastrófico Fatalidade(s) (=3) Evacuação da comunidade em grande escala. Tempo de remediaçãosuperior ou igual a 1 ano. Efeito ecológico irreversível (mesmotransitório) com morte de fauna/flora. Dano público. Operações paradas pelos órgãos reguladores e/oude controle. Custo de receita bruta perdida mais despesas de interrupçãosuperior a US$ 5 M. Atenção da mídia nacional/ internacional. Custo de recuperação superior a US$ 1 M. Atenção da mídia nacional e internacional. Sanções de órgãos reguladores e/oucontrole. (ameaça de perder licenças). Probabilidades Probabilidadede ocorrência Valor Probabilidadede exposição ao perigo Valor Esperada (umaou mais vezes/ano) Bastantepossível (uma vez/2 anos) Incomum porém possível (uma vez/ 5 anos) 1 0,6 0,3 Contínuo Freqüente (diário) Ocasional (semanal) 1 0,6 0,3 Remotamente possível (uma vez/10 anos) 0,1 Incomum(mensal) 0,1 Concebível de ocorrer porém improvável ( uma vez/30 anos) 0,05 Raro(algumas vezes por anoe menos de 12) 0,05 Praticamente impossível (uma vez/100 anos) Virtualmente impossível (uma vez/500 anos) 0,02 0,01 Muito raro(anualmente) Virtualmente sem exposição (menos de 1vez/ano) 0,02 0,01 15

16 Riscos Segurança e Saúde: R SS = conseqüência x freqüência x exposição Meio Ambiente: R MA = conseqüência x freqüência Danos à propriedade: R P = conseqüência x freqüência Interrupção de Negócios: R IN = conseqüência x freqüência Conseqüência = perda receita bruta + despesas interrupção Critérios de Aceitabilidade de Riscos Freqüência Freqüente Provável Ocasional Remoto Improvável S e v e r i d a d e Tempo médio entre falhas (anos) Baixa Moderada Crítica Catastrófica < 1 ano 1 a a a 10 6 > 10 4 Análise Global Análise Aceito Global Confirmação Quantitativa Não aceito Confirmação Análise Prévia Quantitativa Análise Global: medidas para reduzir o risco de ocorrências comuns a vários pontos do sistema Análise Prévia: se o risco for confirmado, o cenário será aceito apenas por Análise Quantitativa Vantagens Melhora a qualidade das decisões; Diminui desperdício de tempo e material; Reduz dúvidas; Visualiza o sistema e seu funcionamento; Integra, conscientiza e motiva a equipe; Revisa os hábitos e costumes; Facilita a localização dos objetos; 16

17 Questões, Ações e Recomendações Ações para mitigar ou evitar a ocorrência do desvio identificado; Registrar questões ou informações que precisam ser mais detalhadas ou que necessitam de discussão em outros fóruns; Registrar as recomendações, observações, premissas pertinentes ao cenário analisado Estudo de Caso Hazop e APP Descarregamento de Ácido Sulfúrico Investigação de segmentos do processo; Identificação de possíveis desvios das condições normais; Verificação de causas responsáveis e conseqüências; Consultado pessoal com experiência técnica e de campo. 17

18 Diagrama Esquemático Nós de Referência, Palavras-Guia e Desvios Nó Parâmetro Palavra-guia Desvio 1 Vazão Sim Sim Vazão 2 Vazão Menos Menos vazão 3 Pressão Mais Pressão alta 4 Vazão Sim Sim Vazão Causa Geradora de Eventos Nó 1 18

19 Causa Geradora de Eventos Nó 2 Causa Geradora de Eventos Nó 3 Causa Geradora de Eventos Nó 4 19

20 Planilha APP FMEA Failure Modes and Effects Analysis Características Método de análise sistemática para: Identificação de todos os modos de falha conhecidos e potenciais; Identificação das causas e efeitos de cada modo de falha; Priorização dos modos de falha; Identificação de ações corretivas que previnam a ocorrência de falhas 20

21 Permite: Padronização de procedimentos; Seleção e priorização de projetos de melhoria; Redução do risco operacional de sistemas. Em sua essência, a FMEA consiste na determinação de prioridades Metodologia Falhas analisadas quanto a: Efeito; Gravidade; Freqüência de ocorrência; Facilidade de detecção. O raciocínio é botton-up ( de baixo para cima ) Determinação dos modos de falha dos componentes mais simples, suas causas e a maneira que elas afetam os níveis superiores do sistema. Condução por equipe multidisciplinar A aplicação deve ser iniciada quando as informações sobre o sistema estiverem disponíveis; Elaboração da análise usando: Dados históricos: Análise de dados similares; Técnicas estatísticas: Identificação através de inferência estatística; Modelagem matemática; Simulações Estudos de confiabilidade 21

22 Planilha da FMEA FMEA nº: Identificação item: Sistema: Dpto. Responsável: Preparado por: Data conclusão: Equipe: Função de Projeto Potenciais da Falha Característica Método Priorização Ação Resultados da Ação Modo Efeito Causa Crítica Detecção Ocorrência Gravidade Detecção RPN Recomendada Gravidade Ocorrência Detecção (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) Perguntas Básicas De quais maneiras um componente pode falhar? Que tipos de falhas são observadas? Que partes do sistema são afetadas? Quais são os efeitos da falha sobre o sistema? Qual é a importância da falha? Como preveni-la? Causa-Modo-Efeito Causas: Eventos que geram(provocam, induzem, motivam) o modo de falha Modos de Falha: Eventos que levam associados uma diminuição (parcial ou total) da função Efeitos: Formas como os modos de falha afetam o desempenho do sistema 22

23 Check-List para Montagem de Relatório Caso tenha sido observada uma falha: Quais foram as condições de uso? Qual o componente que falhou? Qual foi o tempo de uso? Qual foi o tipo de falha? Quais foram as conseqüências para o sistema? Como o sistema operava antes de falhar? Quais foram as ações corretivas tomadas? Exemplos Modo de Falha Causa Efeito Fratura da resistência elétrica de chuveiro Oxidação Água não aquece Consumo de energia elétrica Procedimentos para uso de ar condicionado Utilização de recursos naturais Óleo de corte Óleo arrastado para desperdiçado esgoto durante lavagem Contaminação solo e água Prioridade de Falha Componentes Índice de Ocorrência: Estimativa das probabilidades combinadas de uma causa de falha e de ela resultar em falha no processo; Índice de Gravidade: Estimativa da severidade do efeito da falha sobre o processo, assumindo que ela ocorra Índice de Detecção: Estimativa da probabilidade de a falha ser detectada antes de ela resultar em falha no processo. 23

24 Índice de Ocorrência Probabilidade Índice de Ocorrência Critério 1 Quase nunca Falha improvável. Nenhuma ocorrência histórica 2 Mínima Muito poucas falhas podem ocorrer 3 Falhas ocorrem raramente Poucas falhas podem ocorrer 4 Baixa 5 Falhas ocasionais 6 Moderada 7 Falhas ocorrem freqüentemente 8 Alta 9 Muito alta 10 Quase certa Ocasional, algumas falhas podem ocorrer Alto número de falhas ocorrem com freqüência Inevitável, certamente ocorrerá a falha. Falhas historicamente quase certas Na dúvida entre dois valores, escolha o maior; No caso de impasse entre membros da equipe, trabalhe com a média Índice de Gravidade Índice Efeito Conceito 1 Nenhum 2 Mínimo 3 Muito pequeno 4 Pequeno 5 Moderado 6 Significativo 7 Grande 8 Extremo 9 Sério 10 Catastrófico Fala de menor importância Quase não são percebidos os efeitos sobre o sistema Surgimento gradual de ineficiência, com redução de desempenho do sistema Pequeno incomodo ao usuário Degradação progressiva do sistema Usuário perceberá falha e ficará insatisfeito Sistema grandemente afetado Usuário perceberá falha e ficará muito insatisfeito com ela Problemas são catastróficos, podendo ocasionar danos a bens ou pessoas Usuário muito insatisfeito Na dúvida entre dois valores, escolha o maior; No caso de impasse entre membros da equipe, trabalhe com a média Índice de Detecção Índice Detecção Conceito 1 Quase certa Controles atuais detectam falha quase sempre 2 Muito alta Grandes chances de detecção 3 Alta 4 Moderadamente alta 5 Média Média chance de detecção 6 Baixa 7 Muito baixa Chance muito baixa de detecção 8 Mínima Nível de controle muito baixo 9 Rara 10 Quase impossível Muito pequena probabilidade de detecção Não há nenhum tipo de controle ou inspeção Muito remota a probabilidade de detecção A falha não pode ser detectada Na dúvida entre dois valores, escolha o maior; No caso de impasse entre membros da equipe, trabalhe com a média 24

25 RPN Risk Priority Number RPN = ocorrência x gravidade x detecção Falhas devem ser analisadas sempre que RPN > 50; Lógica do ponto de corte: Deseja-se atuar sobre das falhas apontadas Valor máximo de RPN é 1.000; 95% de é 950 Identificar funções FMEA Fluxograma Identificar modos de falha Identificar efeitos dos modos de falha Identificar causa principal Determinar severidade Identificar possíveis causas Determinar ocorrência Identificar controles Determinar detecção Calcular RPN Ações para redução riscos FMEA Procedimento de Elaboração Selecionar a equipe Definir itens do sistema, considerando: Componentes menos conhecidos pela equipe Componentes que apresentam mais falhas Componentes mais críticos (falha trará maior repercussão sobre o sistema Estabeleça para cada componente sua função e respectivas metas de desempenho 25

26 Preparação prévia e coleta de dados: Reunir todas as informações possíveis sobre o sistema Determine procedimentos para documentação dos trabalhos Análise preliminar dos itens considerados: Compilação das falhas já conhecidas Estudar fluxogramas do sistema e diagramas funcionais de equipamentos Determine elemnetos ou condições de uso e operação que não serão consideradas Desrespeito às instruções fabricante, funcionamento em condições inadequadas Examine a repercussão das falhas do item com relação à suas metas de desempenho Identificação dos modos de falha e seus efeitos: Elaborar diagramas de Ishikawa reunindo possíveis agrupamentos de falhas; Identificar os efeitos correspondentes a cada falha; Estude os diagramas funcionais: Que tipos de falhas ocorreram? Que tipos de falhas podem ocorrer? Qual é o efeito de cada falha? Verifique a consistência dos resultados: Repetições, imprecisões, incoerências Identificação das causas das falhas: Analise as causas mais prováveis com base em: Dados levantados; Experiência do grupo; Informações da análise do sistema ou processo; Testes e simulações Históricos de manutenção e reparos; Verifique consistência da análise Elabore lista preliminar de providências para detecção das falhas ANTES que aconteçam. 26

27 Determinação dos Índices de Criticidades Determinação do Índice de Ocorrência: Históricos de manutenção, dados estatísticos de falhas, dados de fornecedores, dados da literatura Determinar Índice de Gravidade para cada falha: Examine efeito da falha com relação ao usuário Verifique o grau de desrespeito às metas de desempenho Determinar o Índice de Detecção: Calcule o NPR Verifique a consistência dos resultados e se os mesmos critérios foram seguidos para cada falha. Análise das recomendações: Elabore as providências (contramedidas) que devem ser tomadas para evitar cada falha; Inicie pelas falhas mais críticas; Verifique se as recomendações atuam sobre as causas das falhas e não sobre seus efeitos Os NPR são utilizados principalmente para priorização das falhas e das ações para bloqueio de suas causas As ações podem servir para: Redução da probabilidade de ocorrência Redução da gravidade Aumento da probabilidade de detecção Revisão dos procedimentos: Pergunta: O que mais pode acontecer? Rever os índices atribuídos a cada falha; Ordenar falhas de acordo com o NPR e verificar se há consenso quanto a essa hierarquização Preenchimento das planilhas FMEA Reflexão sobre o processo 27

28 Importante O aumento de controles para melhorar a detecção geralmente é custoso e pouco eficiente; Todos os esforços deverão ser orientados preferentemente no sentido de diminuir a ocorrência da falhas (prevenir defeitos) Preenchimento da Planilha Função de Projeto Potenciais da Falha Modo Efeito Causa Característica Crítica Método Detecção (1) (2) (3) (4) (5) (6) (1) Indicar a função do item. Itens com diferentes modos de falha são listados separadamente; (2) Listar todos os modos de falha por item ou função, incluindo aqueles decorrentes de condições especiais de operação: Vazamento, fratura, oxidação, curto-circuito, fissura Função de Projeto Potenciais da Falha Modo Efeito Causa Característica Crítica (1) (2) (3) (4) (5) (3) efeitos percebidos por usuários, em nível de sistema, subsistema ou componente: Ex.: quebra de componente por fratura, causando vibração no conjunto Alguns efeitos potenciais de falha: Instabilidade, aspecto, ruído, operação intermitente 28

29 Função de Projeto Potenciais da Falha Característica Método Modo Efeito Causa Crítica Detecção Oc (1) (2) (3) (4) (5) (6) (4) Identificação da raiz do problema. Listar todas as causas/mecanismos de falha percebidos: Ex. de causas: especificação incorreta de material, sobrecarga, falta de lubrificação, exposição excessiva ao ambiente, etc. Ex. de mecanismos de falha: fadiga, escoamento, instabilidade elástica, deformação lenta, etc. Função de Projeto Potenciais da Falha Característica Método Modo Efeito Causa Crítica Detecção Oc (1) (2) (3) (4) (5) (6) (5) Identificar se item é potencialmente crítico (S/N) Itens críticos: Afetam a segurança de operação Podem comprometer o atendimento às normas legais Podem ser: dimensões, ferramentas, processos, etc. Função de Projeto Potenciais da Falha Característica Método Prio Modo Efeito Causa Crítica Detecção Ocorrência Gravidad (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (6) Refere-se às atividades de validação, verificação e prevenção planejadas, para assegurar a robustez do sistema quanto ao mecanismo de falha em questão Caso não haja método de detecção planejado, ele deve ser sugerido na lista de ações 29

30 todo Priorização Ação Resultados da Ação ecção Ocorrência Gravidade Detecção RPN Recomendada Gravidade Ocorrência Detecção 6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (7) Avaliar probabilidade de ocorrência de acordo a escala apresentada; (8) Avaliar severidade do efeito utilizando escala apresentada; (9) Estimar habilidade dos controles atuais em detectar modos potenciais de falha. Use escala apresentada. todo Priorização Ação Resultados da Ação ecção Ocorrência Gravidade Detecção RPN Recomendada Gravidade Ocorrência Detecção 6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (10) Determinação do índice de risco que permite priorizar as ações de correção e melhoria; (11) Dirigidas aos itens de maior RPN: Alterações que reduzam Gravidade e Ocorrência Ações dirigidas às etapas de verificação que reduzem a probabilidade de não-detecção do modo de falha todo Priorização Ação Resultados da Ação ecção Ocorrência Gravidade Detecção RPN Recomendada Gravidade Ocorrência Detecção 6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (12) a (14): Antes de efetuar as ações corretivas, estimamse os valores futuros de Gravidade, Ocorrência e Detecção No caso de nenhuma ação prevista, as colunas permanecem em branco. 30

31 Estudos de Casos FMEA Adaptação dos Índices 31

32 Acrescentado índice de abrangência Adotado índice de ocorrência igual a 1 para os impactos ambientais potenciais Indústria de Plásticos e Borracha Produção de: Tubos e mangueiras de PVC (200 ton/mês) 200 itens diferentes Etapas de produção: Pesagem e mistura de insumos Extrusão e acabamento de atividades Operação de Extrusão 32

33 Real Potencial Considerações Atividades da empresa não acarretam riscos ambientais significativos: Água utilizada durante processo de fabricação é tratada e reutilizada; Empresa retorna ao fornecedor o óleo lubrificante utilizado Empresa Metal Mecânica Produção de: Pinos para pistão 22 itens diferentes Etapas de produção: Torneamento, centrífuga, tamboreador, furação, retífica, aplicação de óleo protetor e classificação 33

34 34

35 Considerações Recomenda-se: redução do consumo de energia elétrica e água Minimização de refugos Implementação de coleta seletiva de embalagens de matéria-prima, dos componentes desgastados das máquinas e dos. resíduos em geral FTA Fault Tree Analysis Características Método dedutivo estruturado com objetivo de: Identificar e compreender os modos de falha do sistema; Assinalar os aspectos mais relevantes do sistema com relação a falha específica; Melhorar a compreensão do sistema; Priorizar ações preventivas e corretivas 35

36 Conceitos Evento de topo: Falha ou problema particular do sistema Estado anormal do sistema Árvore de falha: Modelo gráfico que mostra o encadeamento dos diferentes eventos que podem resultar no evento de topo Limite de resolução: Eventos ou situações básicas cuja análise não se considera necessária aprofundar Causas básicas: Conjunto de eventos que constituem o limite da árvore Plano de ação: Conjunto de medidas que visam o bloqueio das causas básicas Análise Probabilística Podem-se combinar informações probabilísticas com a finalidade de estabelecer o grau de criticidade das diferentes falhas do sistema; Caso este tipo de informação não esteja disponível, o método é válido para análise qualitativa. 36

37 Metodologia Selecionar o evento de topo; Coleta de dados Definir as interfaces ou fronteiras do sistema; Análise detalhada do sistema; Montagem preliminar da árvore de falha: Seqüência de eventos que podem conduzir ao evento de topo; Eventos que têm uma causa mais básica são representados por retângulos; Os eventos que compõem a seqüência estão conectados através de portas lógicas (e, ou, etc.) A seqüência finaliza nas causas básicas indicadas em círculos; A eliminação da causa básica pressupõe a eliminação do evento de topo. Revisão da árvore de falhas; Cálculo da probabilidade do evento de topo; Análise de recomendações; Reflexão sobre o processo. 37

38 Símbolos de Eventos Eventos que são saída de portas lógicas. Eventos não realizados (omitidos). Eventos associados a falhas básicas. Conexão com outro símbolo ou evento. Símbolos de Portas Lógicas A E O evento de saída A existe apenas se todos os eventos de entrada ocorrerem (B 1 e B 2 ). B 1 B 2 A OU O evento de saída A existe apenas se pelo menos um dos eventos de entrada ocorrer (B 1 e/ou B 2 ). B 1 B 2 Símbolos de Portas Lógicas (2) A B 2 B 1 Inibição (condicional) O evento de entrada B 1 só conduz ao de saída (A) se o condicional (B 2 ) ocorrer. 38

39 Exemplo LÂMPADA NÃO ACENDE ou Avaria lâmpada Falha de corrente ou Dispositivo interno de corte Corte geral de corrente Seleção do Evento de Topo Eventos que: Representem uma inadequação a um item de controle ou meta de desempenho; Possam ser medidos; Possam ser controlados, mitigados ou bloqueados Possam ter conhecidas suas causas Identificação clara do evento de topo: Relevância, severidade, freqüência de ocorrência 39

40 Classificação das Falhas 1º Nível: Danos graves às pessoas, bens ou meio ambiente; Grave empecilho ao desempenho do sistema. 2º Nível: Danos leves às pessoas, bens ou meio ambiente; Diminuição do desempenho do sistema 3º Nível: Danos muito improváveis às pessoas, bens ou meio ambiente Diminuição pouco perceptível do desempenho de sistema Interfaces ou Fronteiras do Sistema Identificar os fatores que não serão considerados: Falta de energia, transporte inadequado, uso inadequado por desrespeito à regulações legais, etc. Identificar os componentes do sistema que não serão considerados Montagem da Árvore Estudar fluxogramas da instalação (sistema); Elaborar diagramas de Ishikawa, relacionando os vários níveis da falha; Analisar as FMEAs efetuadas anteriormente para o sistema (ou similares a ele); Aprofundar exame das causas de falhas consideradas mais básicas. 40

41 Montagem da Árvore Utilizar o menor número possível de ramificações nos níveis mais elevados Expandi-las no níveis mais baixos Evitar redundâncias: Repetição de mesmo eventos com as mesmas causas Verifique se a árvore pode ser simplificada: Redução do número de galhos Análise da consistência da árvore: Se essa causa básica acontecer, é verdade que ocorre o evento (efeito) de nível mais alto? Probabilidade de Falha do Evento de Topo Atribuir probabilidades de falha aos eventos de nível mais básico Dados da literatura; Análise do histórico de falhas Opinião de especialistas Calcule a probabilidade de falha do evento de topo, considerando a árvore (eventos e portas lógicas) Probabilidade Notação F i : probabilidade de falha do componente i; R i : confiabilidade do componente i; Probabilidade de o componente funcionar R i = 1 F i 41

42 Ligação em Série O sistema funciona quando seus componentes funcionam simultaneamente. O sistema falha quando pelo menos um de seus componentes falhar (ou) F F 1 F 2 F = F 1 + F 2 P( falha simultânea ), ou R = R 1 x R 2 (se independentes) F = 1 R A confiabilidade do sistema é menor que a confiabilidade de cada um dos componentes. Ligação em Paralelo O sistema funciona quando pelo menos um de seus componentes funciona. O sistema falha quando todos os componentes falham (e) F F = F 1 x F 2 (se independentes) R = 1 F F 1 F 2 A confiabilidade do sistema é maior que a confiabilidade de cada um dos componentes. FRAGMENTO ATINGE A VISTA ( F ) ou F = F 1 + F 2 F 2 = F 21 x F 22 x F 23 x F 24 F 24 = F F F 243 F = F 1 + F 21 x F 22 x F 23 x (F F F 243 ) Operador sem EPI ( F 1 ) Não operador demasiado próximo da zona operação ( F 2 ) e Máquina em Operação ( F 21 ) Motivo para entrar na área de trabalho ( F 24 ) Não operadores sem EPI ( F 22 ) Operador não consegue Interromper operação ( F 23 ) ou Pessoa entra na área para levar ferramenta (F 242 ) Pessoa entra na área para buscar ferramenta ( F 241 ) Pessoa entra na área por qualquer outra razão (F 243) 42

43 Plano de Ação Elaborar lista de contramedidas para bloqueio ou mitigação de cada causa (evento de nível mais básico) Começar pela seqüência de eventos com maior grau de criticidade (maior probabilidade de falha) A FTA e a FMEA Características FTA: Parte-se do efeito e chega-se à causa Raciocínio top-down; Análise a partir do nível hierárquico superior até seu componente mais simples. FMEA: Ponto problemático enfocado a partir da causa indo em direção ao efeito Raciocínio botton-up; Análise a partir do nível mais elementar em direção às conseqüências nos níveis hierárquicos superiores. 43

44 Comparação entre FTA e FMEA FTA: Decomposição de cima para baixo (top-down) Definição do Sistema: Diagramas funcionais Necessidades do usuário Dados técnicos FMEA: Análise de baixo para cima (botton-up) Análise de Falhas Objetivo FTA: Identificação das causas primárias das falhas; Elaboração de relação lógica entre falhas primárias e falha final; Análise da confiabilidade do sistema. FMEA: Identificação das falhas críticas em cada componente, suas causas e conseqüências Hierarquização das falhas; Análise da confiabilidade do sistema Procedimento FTA: Identificação da falha que é detectada pelo usuário; Relacionamento dessa falha com falhas intermediárias e eventos mais básicos por meio de símbolos lógicos. FMEA: Análise das falhas em potencial de todos os elementos do sistema e previsão das conseqüências; Relação de ações corretivas (ou preventivas) a serem tomadas; 44

45 Característica Básica FTA: Melhor método para análise individual de uma falha específica; Enfoque é dado à falha final do sistema. FMEA: Pode ser utilizado na análise de falhas simultâneas ou correlacionadas; Todos os componentes do sistema são passíveis de análise; Conseqüências e Estimativas de Riscos Análise das Conseqüências Simulação de acidentes que permite estimar a extensão e a magnitude das conseqüências Modelos específicos para determinado cenário 45

46 Um Roteiro para Análise Liberação de Substância Química: Saber a fase Líquida, gasosa, mistura líquido e gás Estimar quantidade liberada Determinar comportamento da substância após a liberação Vazamento líquido volátil, vazamento líquido pouco volátil, inflamável, expansivo, etc. Verificar forma de dispersão: Nuvem densa, subida de pluma Verificar possibilidade de incêncio ou explosão Determinar efeitos agudos e crônicos de liberações tóxicas Intensidade da Conseqüência Perdas econômicas Perdas ecológicas Número esperado de mortes Riscos agudos ou crônicos Número adicional de casos de câncer Risco crônico Risco Social Quantidade anual de perdas de vidas humanas associada à determinada atividade Nº de mortes por acidente x nº anual acidentes Em geral é da ordem de 10-4 a morte a cada anos morte a cada milhão de anos 46

47 Risco Individual Razão entre risco social e número de habitantes da região em estudo Risco individual: =10-5 Risco social: entre 10-3 e 10-6 Riscos Reino Unido Atividade Risco Individual (ano -1 ) Fumar (20 cig/dia) 5.0x10-3 Beber (gar.vinho/dia) 7.5x10-5 Jogar futebol 4.0x10-5 Corrida de carros 1.2x10-3 Leucemia 8.0x10-5 Meteoros 6.0x10-11 Transporte químicos 2.0x10-8 Riscos de Morte em 12 meses Evento Fumar 10 cigarros/dia Causas naturais Gripe Acidentes de trânsito Acidentes domésticos Homic ídio Acidentes ferroviários Ser atingido por um raio Uma chance em

48 Características da Percepção de Riscos É relevante a maneira como diferentes pessoas encaram e se comportam diante de situações de risco Maior importância atribuída às conseqüências possíveis de um evento do que à probabilidade de ocorrência 10-6 com 100 mortes é mais perigoso que 10-4 com 1 morte Conceito social do risco não é igual ao técnico Preferência intuitiva por raciocínio determinístico. A percepção de probabilidades é influenciada por: Experiência pessoal Tendência de evitar dissonância cognitiva: Ignoram-se informações que contradizem percepção pessoal Buscam-se informações que reforcem opiniões e convicções Disponibilidade da memória Distribuição social dos riscos e benefícios: Mais difícil aceitar situações de risco em que os beneficiários não são os mesmos que a população exposta ao risco Circunstâncias qualitativas do risco: Familiaridade com a situação de perigo Mais difícil aceitar riscos novos Controle pessoal Riscos mais aceitáveis se a pessoa controla situação de perigo Riscos impostos por terceiros Credibilidade das instituições de gerenciamento de riscos 48

49 Referências Bibliografia Recomendada Helman, H. e Andrey, P. R. P. (QFCO) Análise de Falhas: Aplicação dos Métodos de FMEA-FTA Aguiar, L. A. Metodologias de Análise de Riscos: APP e Hazop Zambrano, T. F. e Martins, M. F. (2007) Utilização do método FMEA para avaliação do risco ambiental. Gestão da Produção, 14,