Análise da Confiabilidade Humana (ACH) na AQR

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1 Análise da Confiabilidade Humana (ACH) na AQR Paulo Fernando F. Frutuoso e Melo COPPE/UFRJ - Programa de Engenharia Nuclear frutuoso@ufrj.br, pffrutuoso@gmail.com 11 o Congresso de Atuação Responsável, São Paulo, SP de Agosto de 2007

2 Por que considerar a ACH? Erros humanos responderam por US$ 563 x 10 6 de prejuízos em acidentes maiores na indústria química até 1984; Fonte: Garrison, Large Property Damage Losses in the Hydrocarbon-Chemical Industries: A Thirty Year Review, 12th ed., Marsh & McLennan Protection Consultants, Chicago, IL, % de todos os acidentes na indústrias de processos químicos deveram-se a erros humanos; Fonte: H. I. Joschek, Risk Assessment in the Chemical Industry, ANS/ENS Topical Meeting on Probabilistic Risk Assessment, American Nuclear Society, La Grange Park, IL, Erros humanos responderam por 58% dos incêndios em refinarias. Fonte: Y. Uehara & H. Hasegawa, Analysis of Causes of Accidents at Factories dealing with Hazardous Materials, 5th International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries, 1, Ch. 23, Societé de Chimie Industriel, 1986.

3 Pergunta Qual é o propósito de uma análise da confiabilidade humana? Fornecer estimativas quantitativas de erros humanos para a inclusão em análises por árvores de falhas e/ou de eventos. Pode também ser útil na identificação de recomendações potenciais para a redução do n o de erros.

4 Pergunta (cont.) A necessidade de desenvolver uma ACH está diretamente ligada a exigências de cunho quantitativo, ou seja, o desenvolvimento de uma AQR necessita de uma ACH; O questionamento quanto à necessidade de uma ACH, portanto, deve ser feito em relação a um escopo maior; Alternativamente, pode-se pensar em programas para a redução de erros humanos, em que não necessariamente se desenvolve uma ACH (*). (*) CCPS/AIChE, Guidelines for Preventing Human Errors in Process Plants, American Institute of Chemical Engineers, New York, 1994.

5 O operador humano Atividade Atividadesensorial Aquisição Aquisição de de informação informação Atividade Atividade mental mental Processamento Processamento de de informação informação Tomada Tomada de de Decisão Decisão Atividade Atividade físicaf física Resposta Resposta Visão Visão Tato Tato Informação Informação Cérebro Efeitos Efeitos sobre sobre o o sistema sistema Audição Comunicação oral oral Fonte: A. Villemeuer, Reliability, Availability, Maintaiability and Safety Assessment, Wiley, Chichester, UK, 1992.

6 ACH e Conhecimento Ergonomia Tarefas & interfaces homem-máquina Dependabilidade Interligação com o estudo de sistemas Engenharia Elétrica, mecânica, etc., Compreensão de cada ação, limitações de tarefas, conseqüências de erros. Fonte: A. Villemeuer, Reliability, Availability, Maintainability and Safety Assessment, Wiley, Chichester, UK, 1992.

7 Etapas de uma APS/AQR Definição Definição do do Sistema Sistema Banco Banco de de Dados Dados de de Falhas Falhas Identificação Identificação dos dos Perigos Perigos Banco Banco de de Dados Dados do do Modelo Modelo de de Conseqüências Conseqüências Freqüências Freqüências de de Acidentes Acidentes Árvores Árvores de de Eventos Eventos de de Falhas Falhas Confiabilidade, Confiabilidade, Disponibilidade Disponibilidade e e Manutenção Manutenção Eventos Eventos Externos Externos Fatores Fatores Humanos Humanos Conseqüências Conseqüências dos dos Acidentes Acidentes Liberação Liberação de de Materiais Materiais Perigosos Perigosos Dispersão Dispersão Atmosférica Atmosférica Distribuição Distribuição Populacional Populacional Efeitos Efeitos sobre sobre a a Saúde Saúde Análise Análise Econômica Econômica das Análise Análise das Incertezas Incertezas Aspectos Aspectos Institucionais Institucionais e e Regulatórios Regulatórios Determinação Determinação dos dos Riscos Riscos Aceitabilidade Aceitabilidade dos dos Riscos Riscos Recomendações Recomendações para para Redução Redução dos dos Riscos Riscos Análise Análise de de Decisão Decisão Análise Análise Custo-Benefício Custo-Benefício

8 Processo de Análise da Confiabilidade Humana Definição do problema Escopo da APS Análise de tarefas Identificação de erros ACH qualitativa Integração com a APS Representação Quantificação Avaliação do impacto Integração com a APS por meio de árvores de eventos Reprojetar tarefa Redução do erro Garantia da qualidade Fonte: B. Kirwan, A Guide to Practical Human Reliability Assessment, Taylor & Francis, Londres, Documentação

9 Glossário Fonte: T.E. Kletz, An Engineer s View of Human Error, Taylor & Francis, London, Erro (error) Engano (mistake) Não-conformidade (Non-compliance) ou Violação (Violation) Deslize (slip) e lapso (lapse) de atenção Falha em realizar uma tarefa da maneira pretendida pela pessoa que a realiza, da forma esperada por outras pessoas ou de uma forma que atinja o objetivo desejado. Erro que ocorre como resultado de ignorância da tarefa correta ou da maneira correta de realizá-la. A intenção é realizada, mas é errada. Erro que ocorre porque alguém decide não realizar uma tarefa, ou, então, realizá-la não da forma instruída ou esperada. Os motivos podem ir de sabotagem até a crença de que as instruções são incorretas. Em tais casos, uma não-conformidade pode evitar um engano. Erro que ocorre como resultado de esquecimentos, hábitos, fadiga ou causas psicológicas similares. Comparado com enganos, a intenção é correta mas não é atendida.

10 Erro Humano (EH) Ação que não atende a algum limite de aceitabilidade conforme definido para um sistema. Pode ser uma: ação física (abrir uma válvula); ou uma ação cognitiva (diagnóstico de falha ou tomada de decisão). Fonte: T. E. Kletz, An Engineers s View of Human Error, Taylor & Francis, London, EH em uma Análise Probabilística de Segurança (APS a ) Erro de Omissão Pessoa não faz o que deve; Deslizes (slips) e lapsos (lapses) na maioria dos casos. Erro de Comissão Pessoa faz algo que não deveria; Podem ser deslizes ou lapsos, mas os mais importantes são os enganos (mistakes). a APS AQR

11 Tecnologia Exemplos nos quais erros humanos podem aumentar o risco de uma planta de processo: Erros em procedimentos de operação ou de manutenção que levam a um maior número de demandas de sistemas de proteção; Falha de um operador quando chamado a restaurar uma planta a uma condição segura (p. ex., por desligamento); Erros ao calibrar, testar, ou fazer manutenção em sistemas de controle e de proteção.

12 Aplicações As técnicas da ACH se originaram na indústria aeroespacial há mais de 50 anos e têm sido aplicadas à indústria nuclear e à de processos; Um marco importante nesse contexto foi a aplicação da ACH ao estudo pioneiro de riscos dos reatores nucleares norteamericanos, publicado no relatório WASH (Reactor Safety Study), em 1975.

13 Descrição das Técnicas As técnicas conhecidas de ACH possuem as seguintes características: Identificação de tarefas relevantes; Representação de cada tarefa: Emprego de dados; Identificação da existência de condições que afetam as taxas de erro.

14 Descrição das Técnicas (cont.) Identificação de tarefas relevantes Representação de cada tarefa para identificar: Emprego de dados Condições que afetam as taxas realizadas ou a realizar (projeto) pelos operadores. Oportunidades de ocorrência de erros; Pontos de interação com a planta. Registros históricos ou julgamento (algumas técnicas possuem seus próprios bancos de dados). Fatores delimitadores do desempenho.

15 Descrição das Técnicas (cont.) Os resultados de uma ACH são geralmente expressos na forma de taxas ou probabilidades de erros humanos: P [ erro humano] = N o o N de erros de oportunidades para errar Taxa de erro humano = o N de erros Duração total da tarefa

16 Técnicas Mais Comuns THERP (Technique for Human Error Rate Prediction) Técnica para a predição de taxas de erros humanos. ASEP (Accident Sequence Evaluation Program) Programa de avaliação de seqüências de acidentes. OAT (Operator Action Tree) Árvore de ações do operador.

17 THERP Desenvolvida para aplicação na área nuclear; Requer o desdobramento de uma tarefa global (procedimento) em sub-tarefas e a combinação destas por meio de árvores de eventos. São estimadas probabilidades condicionais de falha e/ou de sucesso para cada ramo da árvore; Cálculos das árvores de evento (seqüências); Embora haja um banco de dados, é necessário algum julgamento do analista para a obtenção das probabilidades. Fonte: A. Swain & H. E. Guttman, Handbook of Human Reliability Analysis with Emphasis on Nuclear Power Applications, US Nuclear Regulatory Commission, NUREG/CR-1278, Washington, D.C., 1983.

18 Fatores Delimitadores do Desempenho (PSF) (*) Externos Estressores Internos Características situacionais Instruções de tarefas e de trabalho Características das tarefas e do equipamento Psicológicos Fisiológicos Organismo Aspectos de arquitetura Qualidade do ambiente h de trabalho h de descanso Procedimentos de ação (escritos ou não) Comunicações escritas ou orais Exigências perceptivas Freqüência e repetição Criticalidade da tarefa Fatores pertinentes à interface homem-máquina Duração do estresse Velocidade da tarefa Carga da tarefa Duração da tensão Fadiga Treinamento e/ou experiência prévios Variáveis da personalidade e da inteligência Condição física (*) Performance Shaping Factors

19 Limitações da ACH Atual no Contexto da APS Contribuições humanas dominantes para acidentes maiores: Análise limitada de erros; Não consideração de erros de comissão [somente deslizes (slips)]. A modelagem dos efeitos de alterações sobre as práticas de projeto, treinamento e operação é limitada.

20 Novos Métodos de ACH Visam fornecer uma melhor explicação das ações sob acidentes sérios: Esforços iniciais incluíam o desenvolvimento de correlações de confiabilidade dependentes do tempo: Árvore de Ações do Operador (OAT). Métodos posteriores passaram a usar o conhecimento advindo da engenharia cognitiva: ATHEANA.

21 Propósito & Base Propósito: fornecer um meio de identificar e quantificar para a APS: Erros de comissão, os operadores deliberadamente interagem com o equipamento, criando novos estados perigosos; Erros de omissão, que resultam de situações do contexto operacional. Base: as pessoas se comportam racionalmente, mesmo que as razões para agir sejam erradas. É necessário identificar os contextos que criam a aparência de que as ações são necessárias quando, de fato, não são. Eventos operacionais comprovam este fato.

22 Ferramentas de Auxílio Modelos Explicam melhor como as ações humanas causam acidentes e ajudam a evitá-los. Engenharia Cognitiva Confiabilidade Humana Melhoram a compreensão do papel que os seres humanos desempenham para assegurar a segurança, conforme modelada na APS/AQR. Ferramentas de Gestão Fornecem uma base para a gestão proativa do desempenho humano.

23 Engenharia Cognitiva Aplicação ao ambiente de trabalho da compreensão de como as pessoas pensam; Início nos anos 40 na aviação militar; Aplicada desde 1950 ao projeto de painéis de instrumentos; Desenvolvida como um processo analítico generalizado nos anos 60 e 70. Tornou-se foco de diversos estudos de segurança após o acidente em Three Mile Island (março de 1979).

24 Engenharia Cognitiva (cont.) Fornece uma base de conhecimento para melhor desenvolver ferramentas de desempenho humano: Os engenheiros não precisam se tornar psicólogos cognitivos; Define a relação entre as pessoas e o contexto de seus ambientes de trabalho; As pessoas fazem o trabalho, mas o trabalho as molda.

25 Técnica para a Análise de Eventos Humanos (ATHEANA) Foi desenvolvida para aumentar o grau com que uma ACH pode representar o comportamento humano observados em acidentes e eventos de quase perdas (near misses) em centrais nucleares e em quaisquer outras instalações que envolvam interações homem/sistema; Permite uma busca mais realista dos tipos de interações homem/sistema que desempenharam papéis importantes na resposta a acidentes, incluindo a identificação e modelagem de erros de comissão e de dependências. Fonte: Technical Basis and Implementation Guidelines for A Technique for Human Event Analysis, NUREG-1624, Rev. 1, Nuclear Regulatory Commission, Washington, D.C., 2000.

26 ATHEANA (cont.) Integra avanços na psicologia, engenharia, operação das plantas, fatores humanos e APS/AQR; Em geral, fornece uma estrutura útil para a compreensão e melhoria do desempenho humano em eventos operacionais; É fruto do estudo de eventos operacionais e de uma tentativa de reconciliar o desempenho humano observado nos eventos mais sérios com as teorias existentes de cognição humana e modelos de confiabilidade humana, no contexto do projeto, operação e segurança da planta.

27 O ATHEANA Fornece: 1.Um processo melhorado de realização de ACH, com um maior rigor e estrutura nas tarefas das análises. Algumas destas tarefas já são realizadas (p. ex., identificação de eventos de falha humana [EFH] para inclusão em APS), mas não de forma tão explícita ou completa como no caso do ATHEANA; 2.Um método para a obtenção de resultados qualitativos e quantitativos em ACH contexto Indutor de erros (error-forcing context); 3.Uma perspectiva de análise de eventos e uma ferramenta para a análise de eventos que pode apoiar o seu processo de ACH, ou ser um fim em si mesmo.

28 Abordagens da ATHEANA Retrospectiva Análise de eventos Inicialmente desenvolvida para apoiar a análise prospectiva. Mais tarde, mostrou-se muito útil para a análise de eventos; Prospectiva Análise da Confiabilidade Humana Identificação dos eventos de falha humana e de ações inseguras relevantes para o contexto de interesse; Para cada evento de falha humana, identificação das razões da ocorrência de tais eventos (ou seja, elementos de uma EFC); Quantificação das EFC e probabilidade de cada ação insegura, dado o seu contexto; Avaliação dos resultados da análise em termos do aspecto para o qual ela foi realizada.

29 Expressões Chave Evento de Falha Humana (EFH) Evento básico modelado na APS representa a falha de uma função, sistema, ou componente que é resultado de uma ou mais ações inseguras. Ação insegura (AI) Ação inapropriadamente realizada, ou não realizada quando necessário pelo pessoal da planta, que resulta em uma condição de segurança degradada da planta. Contexto Indutor de Erro (CFE) - Situação que se origina quando combinações particulares de PSF e de condições da planta criam um ambiente em que a ocorrência de ações inseguras é mais provável.

30 ACH - Contexto Multidisciplinar Contexto Indutor de Erro Erro Humano Modelo da APS Projeto, Operação e Manutenção da Planta Fatores Delimitadores do Desempenho Mecanismos de erro Ações inseguras Eventos de Falha Humana Decisões de Gestão de Riscos Condições da Planta Definições de cenários

31 ATHEANA: Características Baseada na experiência; Focalizada nos comportamentos induzidos pelo contexto; Interliga: condições da planta; PSF e mecanismos de erro; Considera dependências; Utiliza uma abordagem multidisciplinar; Busca estruturada de cenários de problemas e de ações inseguras.

32 ATHEANA: Base Dado que: Os operadores não são maliciosos; As ações dos operadores são racionais; Os operadores agem considerando os dados da planta que observam, interpretados à luz do que eles pensam que está ocorrendo; Os operadores sempre desejarão usar procedimentos. Então: Erros resultarão de desbalanços (mismatches) entre as condições reais da planta e as informações acerca dessas condições e os PSF, ou seja, os CFE.

33 Erros de Comissão na Leitura de Informações Quantitativas de Displays Leitor analógico Leitura digital Registro impresso com grande número de parâmetros Gráficos Tarefa de leitura Valor de lâmpada indicadora usado como display quantitativo Instrumento sendo lido está falho e não há indicadores para aleertar o operador PEH 0,003 0,001 0,006 0,01 0,001 0,1 Intervalo 0,001 0,01 0,0005 0,005 0,002 0,02 0,005 0,05 0,0005 0,005 0,02 0,2 Fonte: A. Swain & H. E. Guttman, Handbook of Human Reliability Analysis with Emphasis on Nuclear Power Applications, US Nuclear Regulatory Commission, NUREG/CR-1278, Washington, D.C., 1983.

34 OBRIGADO!