Disciplina: Prof. Msc. Alexandre Martins Fernandes 1 Este texto de referência tem por objetivo proporcionar ao leitor um rápido acesso aos principais conceitos e métodos disponíveis na literatura a respeito de sem, no entanto, esgotar o assunto. No Brasil, a CETESB é referência em avaliar metodologias e propor técnicas de análise a avaliação de riscos ambientais; desta forma, esta disciplina tem sua estrutura desenvolvida a partir das informações que a CETESB 2 disponibiliza em seu site, às quais foram acrescidas informações adicionais obtidas em artigos científicos publicados na literatura especializada, devidamente identificados. INTRODUÇÃO Histórico mundial Há mais de quarenta anos, o setor produtivo têm desenvolvido uma abordagem específica em relação às possíveis falhas e perigos oriundos de suas atividades, as quais possam causar perda de vidas e de propriedade. De fato, as primeiras preocupações com a saúde e segurança públicas começaram na indústria alimentícia dos EUA, já na década de 1920. A partir dos anos 1930, pesquisadores de laboratórios de toxicologia, na indústria, têm avaliado as propriedades tóxicas de produtos potencialmente perigosos. Em 1931, o pesquisador H.W. Heinrich efetuou uma pesquisa sobre os custos de um acidente em termos de Seguro Social e introduziu, pela primeira vez, a filosofia de acidentes com danos à propriedade, isto é, acidentes sem lesão em relação aos acidentes com lesão incapacitante. Desde então, vários estudos sobre acidentes industriais com danos à propriedade se seguiram, com o objetivo de estimar os custos derivados de perdas. Na década de 1960, tornou-se significativamente evidente que haviam consideráveis diferenças na atuação das empresas com relação à saúde ocupacional, riscos de lesões e de perdas. Nesta época, surgiram vários relatórios sobre segurança nas plantas químicas, tais como Safety and Management, pela Association of British Chemical Manufactures (ABCM) 1 Doutorando do Programa de Pós Graduação em Ciências do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP); Mestre em Ciências pelo CENA/USP, 2008; Bacharel em Gestão Ambiental pela Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ/USP), 2005; Bacharel em Comunicação Social pela Escola Superior de Propaganda e Marketing (ESPM), 1989. 2 Fonte: http://www.cetesb.sp.gov.br/emergencia/riscos 1
em 1964, e Safe and Sound, pelo British Chemical Industry Safety Council (BCISC) em 1969, ambos na Grã-Bretanha. Nos EUA, Frank Bird Jr. fundamentou sua teoria de Controle de Danos (1966), a partir da análise de uma série de acidentes ocorridos numa empresa metalúrgica americana. Além disso, ainda nessa década ocorreu um desenvolvimento que resultou em grandes mudanças nas indústrias químicas e petroquímicas, tais como alterações nas condições de pressão e temperatura, as quais se tornaram mais críticas tendo como conseqüência um aumento na energia armazenada nos processo, representando um perigo maior. Ao mesmo tempo, as instalações de processo começaram a crescer, quase dez vezes mais, em tamanho; e, começaram a operar em fluxo contínuo, aumentando o número de interligações com outras plantas, para a troca de sub-produtos, tornando os processos mais complexos. No entanto, esses desenvolvimentos não ocorreram isoladamente. O contexto social também foi se transformando e outros temas, tais como a poluição ambiental, começaram a se tornar motivo de preocupação para o público e para os governos. Como conseqüência, a indústria foi obrigada a examinar os efeitos de suas operações sobre o público externo e, em particular, a analisar mais cuidadosamente os possíveis perigos decorrentes de suas atividades. Em 1970, no Canadá, John A. Fletcher propôs o estabelecimento de programas de Controle Total de Perdas, dando continuidade à obra iniciada por Bird, e que tinha por objetivo reduzir ou eliminar todos os acidentes que pudessem interferir ou paralisar um sistema. Em 1972, criou-se uma nova mentalidade baseada nos trabalhos desenvolvidos pelo engenheiro Willie Hammer, especialista em Segurança de Sistemas, o qual empregou a experiência adquirida na Força Aérea e nos programas espaciais norte-americanos, para desenvolver diversas técnicas a serem aplicadas na indústria, a fim de preservar os recursos humanos e materiais dos sistemas de produção. Em paralelo, a indústria nuclear começou a desenvolver suas atividades de consultoria na área de confiabilidade, e as indústrias passaram a adotar técnicas desenvolvidas pelas autoridades de energia atômica na avaliação de riscos maiores e na estimativa de taxas de falhas de instrumentos de proteção. Em 1974, a explosão desastrosa em um reator de produção de caprolactama (Flixborough, Inglaterra) tornou-se um marco na questão da avaliação de riscos e prevenção de perdas na indústria química e levou ao estabelecimento do Advisory Committee on Major Hazards (ACMH), na Inglaterra, que durou de 1975 a 1983 e introduziu uma legislação para controle de riscos maiores nas indústrias. Em 1976, outro grande acidente em um reator químico, com liberação de dioxina (Seveso, Itália) gerou um profundo impacto na Europa, tornando-se o estímulo para o desenvolvimento da Diretiva de Seveso EC Directive on Control of Industrial Major Accident Hazards, em 1982. Outros acidentes de grande impacto se seguiram no mundo, podendo-se citar, entre eles: San Carlos (Espanha, 1978), Bhopal (Índia, 1984), Cidade do México (México, 1984), Chernobyl (Ucrânia, 1986) e Piper Alpha (Mar do Norte, 1988), os quais vieram a reforçar a necessidade de desenvolvimento na área de avaliação de riscos e prevenção de perdas, bem como a necessidade de estabelecimento de diretrizes, regulamentos e legislações sobre o tema, com o objetivo de reduzir ou evitar a ocorrência de acidentes industriais maiores. 2
Histórico no Estado de São Paulo No Brasil, em particular no Estado de São Paulo, a preocupação com os acidentes de grande porte ganhou ênfase em 1984, após o rompimento de um duto de gasolina seguido de incêndio em Cubatão, causando cerca de 500 vítimas, das quais 93 fatais. No ano seguinte, iniciou-se um processo de conscientização sobre a vulnerabilidade da região do Pólo Petroquímico de Cubatão, devido ao grande número de deslizamentos das encostas da Serra do Mar, capazes de ocasionar a liberação de produtos tóxicos e inflamáveis, o que, por sua vez, poderia colocar novamente em risco a população local. Em função disso, um grupo de técnicos da CETESB, que atuava no setor de atendimento corretivo relacionado a acidentes com produtos químicos, demonstrou interesse pela questão preventiva, dando início em 1985 à pesquisa em relação ao tema. No ano seguinte, a CETESB promoveu o primeiro Curso de Análise de Riscos no âmbito do Estado de São Paulo, tornando-se o primeiro órgão ambiental a introduzir o assunto em nível nacional, bem como a criar uma unidade específica para tratar do tema. A Resolução CONAMA nº 01/86, que instituiu a necessidade de realização do Estudo de Impacto Ambiental (EIA) e do respectivo Relatório de Impacto Ambiental (RIMA) para o licenciamento de atividades modificadoras do meio ambiente, possibilitou que os Estudos de Análise de Riscos fossem incorporados nesse processo, para determinados tipos de empreendimentos, de forma que, além dos aspectos relacionados com a poluição crônica, também contemplassem a prevenção de acidentes maiores no processo de licenciamento. Em 1987, se iniciou o projeto Avaliação e prevenção de acidentes industriais potencialmente perigosos em Cubatão, tendo como finalidade a aplicação por parte da CETESB de técnicas de análise e avaliação de riscos em seis indústrias do complexo industrial de Cubatão, seguindo a metodologia do Banco Mundial. Este projeto visou capacitar os técnicos do Setor, avaliar a metodologia aplicada e propor medidas preventivas de forma a reduzir as conseqüências de possíveis acidentes que poderiam vir a afetar a comunidade e o meio ambiente, e ainda, elaborar Planos de Ação de Emergência. Dessa forma a CETESB, que já atuava de forma corretiva, passou a incorporar as técnicas de análise de riscos em suas atividades, com vista a prevenir a ocorrência de grandes acidentes de origem tecnológica. 1. Conceitos básicos sobre riscos A palavra risco faz parte do nosso cotidiano e a empregamos de diversas formas e com diversos sentidos. O risco do acidente, o risco de dar errado, o risco iminente, o risco elevado são alguns exemplos corriqueiramente encontrados nas nossas literaturas técnica ou leiga, cujo sentido predominante é o de representar a possibilidade de algo acontecer. Assim, costumamos dizer que o risco é iminente ou que o risco é elevado para algo que nos parece certo ou com grande chance de acontecer. Não é difícil intuir que a chance de algo acontecer está relacionada com um certo efeito observável sobre um bem que se quer 3
proteger, que pode ser o homem, uma espécie vegetal ou animal, ou ainda propriedades e equipamentos. Uma das abordagens Gerenciamento de risco bastante de Riscos disseminada Ambientais na área ambiental está associada com a manipulação de substâncias químicas consideradas altamente perigosas, presentes na atividade industrial, de armazenagem e nas diversas formas de transporte, com predominância para o transporte por dutos. É possível estimar e avaliar o risco dessas atividades, bem como propor formas de gerenciamento desse risco. Com a estimativa realizada, é possível comparar as diversas formas de expressão do risco com padrões previamente estabelecidos, fazendo-se então a avaliação do risco que possibilitará decidir sobre a viabilidade ambiental de um empreendimento. Formalmente, o risco pode ser definido como a combinação entre a freqüência de ocorrência de um acidente e a sua conseqüência. A adequada composição destes fatores possibilita estimar o risco de um empreendimento, sendo o estudo de análise de risco a ferramenta utilizada para esse fim. A CETESB define os principais conceitos básicos usualmente adotados em estudos de análise de risco, tais como: dano 3 ; risco 4, com o risco individual 5 e o risco social 6 ; análise de riscos 7 e avaliação de riscos 8. Durante o licenciamento ambiental de empreendimentos com fontes potencialmente geradoras de acidentes ambientais é que o estudo de análise de risco é empregado. Esse licenciamento é feito pela CETESB ou pela Secretaria de Estado de Meio Ambiente (SMA), conforme as legislações federal e estadual, que, ao identificar tais fontes com base em critérios previamente estabelecidos, requerem a apresentação do estudo de análise de risco. Para tanto, a CETESB publicou a Norma P4.261 Manual de orientação para a elaboração de estudos de análise de risco, que estabelece a forma e o conteúdo do estudo, bem como os critérios de aceitabilidade adotados. Este manual apresenta o roteiro para a elaboração do Programa de Gerenciamento de Riscos (PGR) e do Plano de Ação de Emergência (PAE). Maiores informações sobre a Norma P4.261 encontram-se no anexo 1. 3 Efeito adverso à integridade física de um organismo. 4 Medida de danos à vida humana, resultante da combinação entre a freqüência de ocorrência e a magnitude das perdas ou danos (conseqüências). 5 Risco para uma pessoa presente na vizinhança de um perigo, considerando a natureza da injúria que pode ocorrer e o período de tempo em que o dano pode acontecer. 6 Risco para um determinado número ou agrupamento de pessoas expostas aos danos de um ou mais acidentes. 7 Estudo quantitativo de riscos numa instalação industrial, baseado em técnicas de identificação de perigos, estimativa de freqüências e conseqüências, análise de vulnerabilidade e na estimativa do risco. 8 Processo pelo qual os resultados da análise de riscos são utilizados para a tomada de decisão, através de critérios comparativos de riscos, para definição da estratégia de gerenciamento dos riscos e aprovação do licenciamento ambiental de um empreendimento. 4
2. Caracterização do empreendimento e da região O primeiro passo para a realização do Estudo de Análise de Risco (EAR) é a compilação de dados relativos Gerenciamento às características de Riscos do Ambientais empreendimento, contemplando seus aspectos construtivos e operacionais, além das peculiaridades da região onde este se encontra ou será instalado. Essa caracterização tem por finalidade identificar localmente atividades que possam interferir no empreendimento, sob o enfoque operacional e de segurança, e estabelecer uma relação direta entre o empreendimento e a região sob influência. Os resultados práticos esperados são a obtenção de um diagnóstico das interfaces existentes entre o empreendimento em análise e o local de sua instalação, e a caracterização dos aspectos relevantes que subsidiarão os estudos de análise de risco, definindo os métodos, diretrizes ou necessidades específicas. Esta etapa inicial do trabalho deve contemplar os seguintes aspectos: a) Aspectos fisiográficos da região sob influência do empreendimento: localização do empreendimento; núcleos habitacionais considerando-se a estimativa e caracterização do tipo e número de habitantes, bem como o perfil da população (áreas urbanas, rurais e em expansão). corpos d'água (consumo humano, abastecimento industrial, utilização agropecuária, geração de energia, piscicultura, recreação, entre outros); áreas litorâneas (manguezais, praias, costões, estuários, portos e áreas de navegação). b) Características meteorológicas da região: temperatura; localização do empreendimento; umidade relativa do ar; velocidade e direção de ventos. c) Características da instalação: descrição física e layout da instalação, em escala; plantas ou fotos aéreas, em escala e atualizadas, que apresentem a circunvizinhança ao redor da instalação; substâncias químicas identificadas por meio de nomenclatura oficial e número CAS (Chemical Abstracts Service), incluindo inventário, formas de movimentação, armazenamento e manipulação, contemplando suas características físico-químicas e toxicológicas. Considerar as matérias-primas, 5
produtos auxiliares, intermediários e acabados, bem como resíduos, insumos e utilidades; descrição do Gerenciamento processo e rotinas de operacionais; Riscos Ambientais apresentação de fluxogramas de engenharia, de processos e de instrumentação; dados operacionais (vazão, pressão, temperatura); sistemas de proteção e segurança. 3. Identificação de perigos Perigo pode ser definido como uma ou mais condições, físicas ou químicas, com potencial para causar danos às pessoas, à propriedade, ao meio ambiente ou à combinação desses. Uma atividade fundamental é a identificação de perigos, que tem por objetivo identificar os possíveis eventos indesejáveis que podem levar à materialização de um perigo, permitindo assim definir hipóteses acidentais que podem acarretar conseqüências significativas. As técnicas disponíveis para a realização desta etapa são muitas e, dependendo do empreendimento a ser analisado e do detalhamento necessário, devem-se utilizar as metodologias mais adequadas para o caso em estudo. Dentre elas cabe mencionar: Lista de verificação (Check-list). Análise "E se..." (What if...?). Análise Preliminar de Perigos (APP). Análise de Modos de Falhas e Efeitos (FMEA - Failure Modes and Effects Analysis). Estudo de Perigos e Operabilidade (HazOp - Hazard and Operability Study). Análise E se... (What if - WI) 9 O procedimento What-If é uma técnica de análise geral, qualitativa, cuja aplicação é bastante simples e útil para uma abordagem em primeira instância na detecção exaustiva de riscos, tanto na fase de processo, projeto ou pré-operacional, não sendo sua utilização unicamente limitada às empresas de processo. 9 Fonte: www.eps.ufsc.br/disserta96/anete/cap5/cap5_ane.htm 6
A finalidade do What-If é testar possíveis omissões em projetos, procedimentos e normas e ainda aferir comportamento, capacitação pessoal e etc. nos ambientes de trabalho, com o objetivo de proceder a identificação e tratamento de riscos. A técnica se desenvolve através de reuniões de questionamento entre duas equipes. Os questionamentos englobam procedimentos, instalações, processo da situação analisada. A equipe questionadora é a conhecedora e familiarizada com o sistema a ser analisado, devendo a mesma formular uma série de quesitos com antecedência, com a simples finalidade de guia para a discussão. Para a aplicação o What-If utiliza-se de uma sistemática técnicoadministrativa que inclui princípios de dinâmica de grupo, devendo ser utilizado periodicamente. A utilização periódica do procedimento é o que garante o bom resultado do mesmo no que se refere à revisão de riscos do processo. Da aplicação do What-If resultam uma revisão de um largo espectro de riscos, bem como a geração de possíveis soluções para os problemas levantados, além disso, estabelece um consenso entre as áreas de atuação como produção, processo e segurança quanto à forma mais segura de operacionalizar a planta. O relatório do procedimento fornece também um material de fácil entendimento que serve como fonte de treinamento e base para revisões futuras. Segundo DE CICCO e FANTAZZINI, nas culturas empresarias mais eficientes no controle de riscos, os procedimentos dos departamentos técnicos e as equipes de análise produzem revisões rápida e eficientemente. Os mesmos autores sugerem, ainda, alguns passos básicos quando da sua aplicação: a) Formação do comitê de revisão: montagens das equipes e seus integrantes; b) Planejamento prévio: planejamento das atividades e pontos a serem abordados na aplicação da técnica; c) Reunião Organizacional: com a finalidade de discutir procedimentos, programação de novas reuniões, definição de metas para as tarefas e informação aos integrantes sobre o funcionamento do sistema sob análise; d) Reunião de revisão de processo: para os integrantes ainda não familiarizados com o sistema em estudo; e) Reunião de formulação de questões: formulação de questões "O QUE - SE...", começando do início do processo e continuando ao longo do mesmo, passo a passo, até o produto acabado colocado na planta do cliente; f) Reunião de respostas às questões (formulação consensual): em sequência à reunião de formulação das questões, cabe a responsabilidade individual para o desenvolvimento de respostas escritas às questões. As respostas serão analisadas durante a reunião de resposta às questões, sendo cada resposta categorizada como: - resposta aceita pelo grupo tal como submetida; - resposta aceita após discussão e/ou modificação; - aceitação postergada, em dependência de investigação adicional. O consenso grupal é o ponta chave desta etapa, onde a análise de riscos tende a se fortalecer; 7
g) Relatório de revisão dos riscos do processo: o objetivo é documentar os riscos identificados na revisão, bem como registrar as ações recomendadas para eliminação ou controle dos mesmos. Análise Preliminar de Perigos (APP) A Análise Preliminar de Perigos (APP), também conhecida como Preliminary Hazard Analysis (PHA), é uma técnica que teve origem no programa de segurança militar do Departamento de Defesa dos EUA. Trata-se de uma técnica estruturada que tem por objetivo identificar os perigos presentes numa instalação, que podem ser ocasionados por eventos indesejáveis. Esta técnica pode ser utilizada em instalações na fase inicial de desenvolvimento, nas etapas de projeto ou mesmo em unidades já em operação, permitindo, nesse caso, a realização de uma revisão dos aspectos de segurança existentes. A Análise Preliminar de Perigos (APP) deve focalizar todos os eventos perigosos cujas falhas tenham origem na instalação em análise, contemplando tanto as falhas intrínsecas de equipamentos, de instrumentos e de materiais, como erros humanos. Na APP devem ser identificados os perigos, as causas e os efeitos (conseqüências) e as categorias de severidade correspondentes (Tabela 1), bem como as observações e recomendações pertinentes aos perigos identificados, devendo os resultados serem apresentados em planilha padronizada. Tabela 1 Categorias de Severidade Categoria de Severidade I Desprezível II Marginal III Crítica IV Catastrófica Efeitos Nenhum dano ou dano não mensurável. Danos irrelevantes ao meio ambiente e à comunidade externa. Possíveis danos ao meio ambiente devido a liberações de substâncias químicas tóxicas ou inflamáveis, alcançando áreas externas à instalação. Pode provocar lesões de gravidade moderada na população externa ou impactos ambientais com reduzido tempo de recuperação. Impactos ambientais devido a liberações de substâncias químicas, tóxicas ou inflamáveis, atingindo áreas externas às instalações. Provoca mortes ou lesões graves na população externa ou impactos ao meio ambiente com tempo de recuperação elevado. 8
A Figura 1 apresenta um exemplo de planilha para a realização da APP. Categoria de Perigo Causa Efeito Severidade Observações e Recomendações Figura 1 Exemplo de planilha para APP Análise de Modos de Falhas e Efeitos (FMEA) 10 A Análise de Modos de Falha e Efeitos é uma análise detalhada, podendo ser qualitativa ou quantitativa, que permite analisar as maneiras pelas quais um equipamento ou sistema pode falhar e os efeitos que poderão advir, estimando ainda as taxas de falha e propiciado o estabelecimento de mudanças e alternativas que possibilitem uma diminuição das probabilidades de falha, aumentando a confiabilidade do sistema. De acordo com HAMMER, a confiabilidade é definida como a probabilidade de uma missão ser concluída com sucesso dentro de um tempo específico e sob condições específicas. A FMEA foi desenvolvida por engenheiros de confiabilidade para permitir aos mesmos, determinar a confiabilidade de produtos complexos. Para isto é necessário o estabelecimento de como e quão frequentemente os componentes do produto podem falhar, sendo então a análise estendida para avaliar os efeitos de tais falhas. Apesar de sua utilização ser geral, a FMEA é mais aplicável às indústrias de processo, principalmente quando o sistema em estudo possui instrumentos de controle, levantando necessidades adicionais e defeitos de projeto, definindo configurações seguras para os mesmos quando ocorrem falhas de componentes críticos ou suprimentos. A técnica auxilia ainda na determinação e encadeamento dos procedimentos para contingências operacionais, quando o sistema é colocado em risco e a probabilidade de erro devido à ações não estruturadas é alta, dependendo da ação correta dos operadores. A FMEA é realizada primeiramente de forma qualitativa, quer na revisão sistemática dos modos de falha do componente, na determinação de seus efeitos em outros componentes e ainda na determinação dos componentes cujas falhas têm efeito crítico na operação do sistema, sempre procurando garantir danos mínimos ao sistema como um todo. Posteriormente, pode-se proceder à análise quantitativa para estabelecer a confiabilidade ou probabilidade de falha do sistema ou subsistema, através do cálculo de 10 Fonte: www.eps.ufsc.br/disserta96/anete/cap5/cap5_ane.htm 9
probabilidades de falhas de montagens, subsistemas e sistemas, a partir das probabilidades individuais de falha de seus componentes, bem como na determinação de como poderiam ser reduzidas estas probabilidades, inclusive pelo uso de componentes com confiabilidade alta ou pela verificação de redundâncias de projeto. Para proceder ao desenvolvimento da FMEA ou de qualquer outra técnica, é primordial que se conheça e compreenda o sistema em que se está atuando e qual a função e objetivos do mesmo, as restrições sob as quais irá operar, além dos limites que podem representar sucesso ou falha. O bom conhecimento do sistema em que se atua é o primeiro passo para o sucesso na aplicação de qualquer técnica, seja ela de identificação de perigos, análise ou avaliação de riscos. Conhecido o sistema e suas especificidades, pode-se dar seguimento a análise, cabendo à empresa idealizar o modelo que melhor se adapte a ela. De acordo com DE CICCO e FANTAZZINI, um procedimento proposto para elaborar o modelo FMEA é o seguinte: a) Dividir o sistema em subsistemas que podem ser efetivamente controlados; b) Traçar diagramas de blocos funcionais do sistema e subsistemas, para determinar os interrelacionamentos existentes; c) Preparar um chek-list dos componentes de cada subsistema e sua função específica; d) Determinar através da análise de projetos e diagramas, os modos possíveis de falha que possam afetar outros componentes. Os modos básicos de falha devem ser agrupados em quatro categorias: I- falha em operar no instante prescrito; II- falha em cessar de operar no instante prescrito; III- operação prematura; IV- falha em operação; e) Indicar os efeitos de cada falha sobre outros componentes e como esta afeta a operação do mesmo; f) Estimar a gravidade de cada falha específica de acordo com as categorias de risco, para possibilitar a priorização de alternativas; g) Indicar os métodos usados para detecção de cada falha específica; h) Formular possíveis ações de compensação e reparos que podem ser adotadas para eliminar ou controlar cada falha específica e seus efeitos; i) Determinar as probabilidades de ocorrência de cada falha específica para possibilitar a análise quantitativa. Estudo de Perigos e Operabilidade (HazOp) O Estudo de Perigos e Operabilidade, chamada de HazOp (Hazard and Operability Study) é uma técnica para identificação de perigos projetada para estudar possíveis desvios (anomalias) de projeto ou na operação de uma instalação. O HazOp consiste na realização de uma revisão da instalação, a fim de identificar os perigos potenciais e/ou problemas de 10
operabilidade, por meio de uma série de reuniões, durante as quais uma equipe multidisciplinar discute metodicamente o projeto da instalação. O líder da equipe orienta Gerenciamento o grupo de por Riscos meio de Ambientais um conjunto de palavras-guias que focalizam os desvios dos parâmetros estabelecidos para o processo ou operação em análise. Alguns exemplos de palavras-guias, parâmetros de processo e desvios, estão apresentados nas tabelas 2 e 3. Tabela 2 Palavras-guia Palavra-guia Não Menor Maior Parte de Bem como Reverso Outro que Significado Negação da intenção de projeto Diminuição quantitativa Aumento quantitativo Diminuição qualitativa Aumento qualitativo Oposto lógico da intenção de projeto Substituição completa Tabela 3 Parâmetros, palavras-guia e desvios Parâmetro Palavra-guia Desvio Fluxo Pressão Temperatura Nível Não Menor Maior Reverso Menor Maior Menor Maior Menor Maior Sem fluxo Menos fluxo Mais fluxo Fluxo reverso Pressão baixa Pressão alta Baixa temperatura Alta temperatura Nível baixo Nível alto Essa análise requer a divisão da planta em pontos de estudo (nós ou nodos) entre os quais existem componentes como bombas, vasos e trocadores de calor, entre outros. A equipe deve começar o estudo pelo início do processo, prosseguindo a análise no sentido do seu fluxo natural, aplicando as palavras-guias em cada nó de estudo, possibilitando assim a identificação dos possíveis desvios nesses pontos. A equipe deve identificar as causas de cada desvio e, caso surja uma conseqüência de interesse, avaliar os sistemas de proteção para determinar se estes são suficientes. A técnica é repetida até que cada seção do processo e equipamento de interesse tenha sido analisada. Em instalações novas, o HazOp deve ser desenvolvido na fase em que o projeto se encontra razoavelmente consolidado, pois o método requer consultas a desenhos, P&IDs e plantas de disposição física da instalação, entre outros documentos. A Figura 2 apresenta um exemplo de planilha utilizada para o desenvolvimento da análise de perigos e operabilidade. 11
Palavra-Guia Parâmetro Gerenciamento Desvio de Riscos Causas Ambientais Efeitos Observações e Recomendações Figura 2 Exemplo de planilha para HazOp Os principais resultados obtidos do HazOp são: identificação de desvios que conduzem a eventos indesejáveis; identificação das causas que podem ocasionar desvios do processo; avaliação das possíveis conseqüências geradas por desvios operacionais; recomendações para a prevenção de eventos perigosos ou minimização de possíveis conseqüências. 4. Análise e avaliação de conseqüências e de vulnerabilidade A análise de vulnerabilidade é um estudo realizado por intermédio de modelos matemáticos para a previsão dos impactos danosos às pessoas, instalações e ao meio ambiente, baseado em limites de tolerância estabelecidos através do parâmetro Probit para os efeitos de sobrepressão advinda de explosões, radiações térmicas decorrentes de incêndios e efeitos tóxicos advindos da exposição a uma alta concentração de substâncias químicas por um curto período de tempo. A liberação acidental de materiais perigosos vem, através dos anos, provocando uma série de ocorrências cujas conseqüências podem ser consideradas danosas ao homem e ao meio ambiente. Alguns exemplos de grandes acidentes são freqüentemente mencionados para demonstrar a importância e a necessidade de se identificar, quantificar, avaliar e gerenciar os riscos inerentes às atividades que envolvem substâncias químicas, como Flixborough, Seveso, Cidade do México e Bhopal. As conseqüências geradas pelos acidentes vão desde um elevado número de vítimas fatais até significativos danos ambientais e materiais, razão pela qual deve ser dada ênfase aos aspectos de prevenção e controle de acidentes. Uma das ferramentas utilizadas para se chegar a uma adequada prevenção é o pleno conhecimento dos tipos de eventos que podem ocorrer bem como suas conseqüências, com a finalidade de se obter informações sobre o comportamento do produto no meio bem como a quantificação dos seus efeitos físicos. 12
Os danos ao homem e às propriedades dependem das conseqüências físicas dos acidentes e da capacidade de resistência dos corpos expostos. Uma vez estimadas as possíveis conseqüências decorrentes dos cenários gerados pelas hipóteses acidentais, esses resultados deverão servir de base para a análise do ambiente vulnerável no entorno da instalação em estudo. Normalmente, essa análise é feita em termos de danos às pessoas expostas a esses impactos. Os modelos utilizados para estimar os danos em função das características das conseqüências físicas são conhecidos como modelos de vulnerabilidade e estes se baseiam numa função matemática de PROBIT (Pr), desenvolvida por EISENBERG et al, do tipo: Pr = a + b. ln x a,b: constantes que são função da substância e do cenário acidental; onde: x: variável que descreve a magnitude do impacto físico; Pr: uma variável aleatória da distribuição gaussiana que representa uma medida de percentual (probabilidade) de fatalidades e/ou feridos. Pessoas e materiais expostos a um incêndio podem ser seriamente afetados pela radiação térmica. Se o nível da radiação for suficientemente alto, outros objetos inflamáveis/combustíveis poderão ignizar (queimar). Os danos provocados pela radiação térmica podem ser calculados através da dose da radiação recebida. Os efeitos sobre as pessoas são expressos em termos de percentagem de morte ou diferentes graus de queimaduras devido a diferentes níveis de radiação. Os danos provocados por uma explosão podem ocorrer devido às ondas de pressão, projeção de mísseis e fragmentos e, ainda, danos devidos ao impacto do corpo com obstáculos. As substâncias tóxicas podem entrar no organismo por meio da inalação, ingestão e contato com a pele. No contexto de um estudo de risco, o dano de maior interesse é aquele provocado pela exposição a uma alta concentração de produto por um curto período de tempo. Os efeitos que uma liberação tóxica pode apresentar são: morte, danos não letais e irritação. A elaboração de estudos quantitativos de análise de riscos requer a estimativa das freqüências de ocorrência de falhas de equipamentos relacionados com as instalações ou atividades em análise. Da mesma forma, a estimativa de probabilidades de erros do homem deve, muitas vezes, ser quantificada no cálculo do risco. Esses dados são normalmente difíceis de serem estimados, em função da indisponibilidade de estudos desse tipo. As freqüências de ocorrência dos cenários acidentais identificados devem ser calculadas quando os efeitos físicos provenientes dos eventos simulados extrapolarem os limites do empreendimento e possam afetar pessoas. Para o cálculo das freqüências de ocorrência dos cenários acidentais podem ser utilizadas, entre outras, as seguintes técnicas: 13
Análise por Arvora de Falhas (AAF) anexo 2 Análise por Árvore de Eventos (AAE) anexo 3 Em determinados estudos, os fatores externos ao empreendimento podem contribuir para o risco de uma instalação. Nesses casos, devem ser também levadas em consideração as probabilidades ou freqüências de ocorrência de eventos indesejados causados por terceiros ou por agentes externos ao sistema em estudo, como por exemplo terremotos, enchentes, deslizamentos de solo e queda de aeronaves, entre outros. As taxas de falhas de equipamentos utilizadas para o cálculo das freqüências de acontecimento das hipóteses acidentais estudadas podem ser obtidas pela pesquisa em referências bibliográficas ou podem estar disponíveis nos fabricantes, os quais, na maioria das vezes, mantém bancos de dados baseados nos testes de confiabilidade realizados nas linhas de fabricação; assim, é possível obter dados como MTBF (Mean Time Between Failures) e MTTF (Mean Time To Failure), entre outros. Da mesma forma, algumas indústrias mantêm seus próprios bancos de dados com vistas a não só aperfeiçoar a especificação de seus equipamentos, mas também prevenir acidentes e, principalmente, subsidiar programas de manutenção. Outras vezes, os valores das taxas de falha podem ser obtidos pela pesquisa em referências bibliográficas ou em bancos de dados, porém deve-se tomar o cuidado de se utilizar taxas de falha adequadas com o tipo de instalação e operação a ser realizada. 5. Estimativa e avaliação de risco Sendo o risco uma função que relaciona as freqüências de ocorrências de cenários acidentais e suas respectivas conseqüências, em termos de danos ao homem, pode-se, com base nos resultados quantitativos obtidos nas etapas anteriores do estudo, estimar o risco de um empreendimento. Assim, nos estudos de análise de riscos submetidos à CETESB, cujos cenários acidentais extrapolem os limites do empreendimento e possam afetar pessoas, os riscos deverão ser estimados e apresentados nas formas de Risco Social e Risco Individual. O primeiro refere-se ao risco para um determinado número ou agrupamento de pessoas expostas aos danos decorrentes de um ou mais cenários acidentais. Essa forma de expressão do risco foi originalmente desenvolvida para a indústria nuclear. A apresentação do risco social deverá ser feita através da curva F-N, obtida por meio da plotagem dos dados de freqüência acumulada do evento final e seus respectivos efeitos representados em termos de número de vítimas fatais. Abaixo segue um exemplo de curva F-N. 14
Figura 3 Exemplo de curva F-N. Já o segundo pode ser definido como o risco para uma pessoa presente na vizinhança de um perigo, considerando a natureza do dano e o período de tempo em que este pode acontecer. A apresentação do risco individual, segundo estabelecido pela CETESB, deverá ser feita por meio de curvas de iso-risco (contornos de risco individual), uma vez que estas possibilitam visualizar a distribuição geográfica do risco em diferentes regiões. Assim, o contorno de um determinado nível de risco individual deverá representar a freqüência esperada de um evento capaz de causar um dano num local específico. Ao lado segue um exemplo de curva de iso-risco, onde o risco individual é apresentado por meio de diversos contornos de risco plotados na zona de efeito de um acidente. Locais de vulnerabilidades específicas, como por exemplo escolas, hospitais e áreas de grande concentração de pessoas, deverão ser facilmente identificados por meio dessa forma de representação do risco. Os critérios de aceitabilidade de risco adotados pela CETESB encontram-se na norma CETESB P4.261 Manual de orientação para a elaboração de estudo de análise de riscos. 6. Gerenciamento de risco Processo de controle de riscos compreendendo a formulação e a implantação de medidas e procedimentos técnicos e administrativos que têm por objetivo prevenir, reduzir e controlar os riscos, bem como manter uma instalação operando dentro de padrões de segurança considerados toleráveis ao longo de sua vida útil. Internacionalmente, o termo gerenciamento de riscos é utilizado para caracterizar o processo de identificação, avaliação e controle de riscos. Assim, de modo geral, o gerenciamento de riscos pode ser definido como sendo a formulação e a implantação de medidas e procedimentos, técnicos e administrativos, que têm por objetivo prevenir, reduzir e controlar os riscos, bem como manter uma instalação operando dentro de padrões de segurança considerados toleráveis ao longo de sua vida útil. 15
Considerando que o risco é uma função da freqüência de ocorrência dos possíveis acidentes e dos danos (conseqüências) gerados por esses eventos indesejados, a redução dos riscos numa instalação ou atividade perigosa pode ser conseguida por meio da implementação de medidas que visem tanto reduzir as freqüências de ocorrência dos acidentes (ações preventivas), como as suas respectivas conseqüências (ações de proteção), conforme apresentado na Figura 4. RISCO S Redução de Frequências (PREVENÇÃO) Redução de Consequências (PROTEÇÃO) REDUÇÃO DE RISCOS Figura 4 Processo de redução de riscos Além das medidas para a redução dos riscos, o gerenciamento de riscos de uma instalação deve contemplar também ações que visem mantê-la operando, ao longo do tempo, dentro de padrões de segurança considerados aceitáveis ou toleráveis. Assim, toda e qualquer empresa que desenvolva atividades que possam acarretar acidentes maiores deve estabelecer um Programa de Gerenciamento de Risco (PGR) 11, o qual tem por objetivo prover uma sistemática voltada para o estabelecimento de orientações gerais de gestão, com vistas à prevenção de acidentes. Segundo o estabelecido na norma CETESB P4.261 Manual de orientação para a elaboração de estudo de análise de riscos, o escopo do PGR deverá conter: informações de segurança de processo; revisão dos riscos de processos; gerenciamento de modificações; manutenção e garantia da integridade de sistemas críticos; procedimentos operacionais; capacitação de recursos humanos; 11 Documento que define a política e diretrizes de um sistema de gestão, com vista à prevenção de acidentes em instalações ou atividades potencialmente perigosas. 16
investigação de incidentes; plano de ação de emergência (PAE); auditorias. Tanto para os empreendimentos de médio e grande porte como para os de pequeno porte o Plano de Ação de Emergência (PAE) 12 deve se basear nos resultados obtidos no estudo de análise e avaliação de risco e deve contemplar os seguintes aspectos: estrutura do plano; descrição das instalações envolvidas; cenários acidentais considerados; área de abrangência e limitações do plano; estrutura organizacional, contemplando as atribuições e responsabilidades dos envolvidos; fluxograma de acionamento; ações de resposta às situações emergenciais compatíveis com os cenários acidentais considerados, de acordo com os impactos esperados e avaliados no estudo de análise de riscos, considerando procedimentos de avaliação, controle emergencial (combate a incêndios, isolamento, evacuação, controle de vazamentos, etc.) e ações de recuperação; recursos humanos e materiais; divulgação, implantação, integração com outras instituições e manutenção do plano; tipos e cronogramas de exercícios teóricos e práticos, de acordo com os diferentes cenários acidentais estimados; documentos anexos: plantas de localização da instalação e layout, incluindo a vizinhança sob risco, listas de acionamento (internas e externas), listas de equipamentos, sistemas de comunicação e alternativos de energia elétrica, relatórios, etc. 12 Documento que define as responsabilidades, diretrizes e informações, visando a adoção de procedimentos técnicos e administrativos, estruturados de forma a propiciar respostas rápidas e eficientes em situações emergenciais. 17
7. Legislação relacionada com Risco 13 Constituição Federal 1988 Art. 225 - Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao Poder Público e à coletividade o dever de defendê-lo e preservá-lo para as presentes e futuras gerações. 1º - Para assegurar a efetividade desse direito, incumbe ao Poder Público: V - controlar a produção, a comercialização e o emprego de técnicas, métodos e substâncias que comportem risco para a qualidade de vida e o meio ambiente. Resolução CONAMA Nº 1, de 23/01/1986 Institui o Estudo de Impacto Ambiental (EIA) e respectivo Relatório de Impacto Ambiental (RIMA). Artigo 5º - O EIA, além de atender a legislação, em especial os princípios e objetivos expressos na Lei da Política Nacional do Meio Ambiente, obedecerá as seguintes diretrizes gerais: II - identificar e avaliar sistematicamente os impactos ambientais gerados nas fases de implantação e operação da atividade. Resolução CONAMA Nº 237, de 19/12/1997 Regulamenta os aspectos de licenciamento ambiental estabelecidos na Política Nacional de Meio Ambiente. Art. 10 - O procedimento de licenciamento ambiental obedecerá as seguintes etapas: I - Definição pelo órgão ambiental competente, com a participação do empreendedor, dos documentos, projetos e estudos ambientais, necessários ao início do processo de licenciamento correspondente à licença requerida. Art. 1º Definições III - Estudos ambientais: todos e quaisquer estudos relativos aos aspectos ambientais relacionados à localização, instalação, operação e ampliação de uma 13 A Legislação descrita não esgota o assunto, sempre que necessário buscar legislação pertinente ao caso em estudo. 18
atividade ou empreendimento, apresentado como subsídio para a análise da licença requerida, tais como: (...), análise preliminar de risco. Art. 12 - O órgão ambiental competente definirá, se necessário, procedimentos específicos para as licenças ambientais, observadas a natureza, características e peculiaridades da atividade ou empreendimento e, ainda, a compatibilização do procedimento de licenciamento com as etapas de planejamento, implantação e operação. CONAMA Nº 293, de 12/02/2001 Esta Resolução dispõe sobre o conteúdo mínimo do Plano de Emergência Individual (PEI) para incidentes de poluição por óleo originados em portos organizados, instalações portuárias ou terminais, dutos, plataformas, bem como suas respectivas instalações de apoio, e orienta sua elaboração. O item 2 de seu anexo solicita a Identificação e avaliação dos riscos e o item 2.1 Identificação dos riscos por fonte. Constituição Estadual Art. 193 - O Estado, mediante Lei, criará um sistema de administração da qualidade ambiental, proteção, controle e desenvolvimento do meio ambiente e uso adequado dos recursos naturais, para organizar e integrar as ações de órgãos e entidades da administração pública, direta e indireta, assegurando: XI - controlar e fiscalizar a produção, armazenamento, transporte, comercialização, utilização e destino final de substâncias, bem como o uso de técnicas, métodos e instalações que comportem risco efetivo ou potencial para a qualidade de vida e meio ambiente, incluindo o trabalho. Decreto Estadual Nº 8468, de 8/9/1976 Art. 6º - No exercício da competência prevista no artigo anterior, incluem-se entre as atribuições da CETESB, para o controle e preservação do meio ambiente: IV - Elaborar normas, especificações e instruções técnicas relativas ao controle da poluição. 19
Lei Estadual Nº 9509, de 20/3/1997 Art. 2º - A Política Estadual do Meio Ambiente tem por objetivo garantir a todos da presente e das futuras Gerenciamento gerações, de o Riscos direito Ambientais ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, visando assegurar, no Estado, condições ao desenvolvimento sustentável, com justiça social, aos interesses da seguridade social e à proteção da dignidade da vida humana e atendidos especialmente os seguintes princípios: VI - controle e fiscalização da produção, armazenamento, transporte, comercialização, utilização e destino final de substâncias, bem como do uso de técnicas, métodos e instalações que comportem risco à vida, à qualidade de vida, ao meio ambiente, inclusive o trabalho. 8. Bibliografia de Referência recomendada pela CETESB Autor: American Institute of Chemical Engineers (AIChe) Título: Guidelines for chemical process quantitative risk analysis. 2.ed. Fonte: New York, US, AICHE/CCPS, 2000. 756p.(Inclui 1 CD : Supplement (16961)) Descritores: Produtos perigosos / Produtos químicos / Análise de risco / Explosivos / Efeitos sobre a saúde Autor: American Institute of Chemical Engineers (AIChe) Título: Guidelines for chemical process quantitative risk analysis. Fonte: New York, US, AICHE/CCPS, 1989. 585p. Descritores: Produtos perigosos / Produtos químicos / Análise de risco / Explosivos / Efeitos sobre a saúde Autor: American Institute of Chemical Engineers (AIChe) Título: Plant guidelines for technical management of chemical process safety. Fonte: New York, US, CCPS/AICHE, 1995. 393p. Descritores: Análise de risco / Indústrias / Segurança Industrial Autor: American Institute of Chemical Engineers (AIChe) Título: Guidelines for technical management of chemical process safety. Fonte: New York, US, AICHE, 1989. 169p. Descritores: Produtos perigosos / Indústria química / Segurança / Riscos Industriais / Prevenção de acidentes Autor: American Institute of Chemical Engineers (AIChe) Título: Guidelines for chemical transportation risk analysis. Fonte: New York, US, AICHE, 1995. 382p. Descritores: Produtos químicos / Análise de risco / Transporte de produtos perigosos / Segurança / Prevenção de acidentes 20
Autor: American Institute of Chemical Engineers Título: Tools for making acute risk decisions : with chemical process safety applications. Fonte: New York, US, AICHE, 1995. 472p. Descritores: Indústria química Gerenciamento / Análise de risco / de Produtos Riscos químicos Ambientais / Riscos Industriais / Segurança / Prevenção de acidentes Autor: American Institute of Chemical Engineers Título: Guidelines for safe storage and handling of reactive materials. Fonte: New York, US, AICHE, 1995. 364p. Descritores: Produtos químicos / Armazenamento / Segurança / Produtos perigosos / Prevenção de acidentes Autor: American Institute of Chemical Engineers, New York Título: Guidelines for evaluating the characteristics of vapor cloud explosions, flash fires and BLEVEs. Fonte: New York, US, CCPS/AICHE, 1994. 387p. Descritores: Análise de risco / Explosões / Incêndio / Disposição / Modelos matemáticos / Indústrias Autor: King, Ralph Título: Safety in the process industries. Fonte: London, GB, Butterworth-Heinemann, 1990. 762p. Descritores: Segurança Industrial / Saúde ocupacional / Proteção pessoal Autor: Souza Jr., Alvaro Bezerra de; Seva Filho, Arsenio Oswaldo; Marchi, Bruna de Título: Acidentes Industriais ampliados : desafios e perspectivas para o controle e a Prevenção. Fonte: Rio de Janeiro, BR, Fiocruz, 2000. 312p. Descritores: Análise de risco / Prevenção de acidentes / Segurança / Riscos Industriais / Produtos químicos / Riscos ambientais / Desastres / Indústria petroquímica / Acidentes do trabalho / Bhopal(Índia) / Seveso (Itália) Autor: Lees, Frank Priestman Título: Loss prevention in the process industries: hazard identification, assessment and control. Fonte: London, GB, Butterworths, 1986. 2v., Descritores: Poluição ambiental / Toxicologia / Poluição Industrial / Indústria química / Indústria do petróleo / Legislação / Grã-Bretanha Autor: Lees, Frank P. Título: Loss prevention in the process industries : hazard identification, assessment and control. 2.ed. Fonte: Great Britain, GB, Butterworth-Heinemann, 1996. 3v., Descritores: Poluição ambiental / Toxicologia / Poluição Industrial / Indústria química / Indústria do petróleo / Legislação Autor: Haag, P.A.M. Uijt de; Ale, B.J.M.; Tiemessen, G.W.M. Título: Guidelines for quantitative risk assessment (purple book). Fonte: Den Haag, NL, Committee for Prevention of Disasters/Sdu Uitgevers, 1999. 239p.(CPR 18E) Descritores: Análise de risco / Explosivos / Efeitos sobre a saúde / Riscos ambientais / Prevenção de acidentes / Cálculos / Produtos perigosos 21
Autor: Bosch, C.J.H.; Twilt, L.; Merx, W.P.M. Committee for the Prevention of Disasters caused by Dangeours Substances Título: Methods for the determination of possible damage : to people and objects resulting from releases of hazardous materials (green Gerenciamento book). de Riscos Ambientais Fonte: The Hague, NL, SDU Uitgevers, 1992. 336p.(CPR 16E) Descritores: Produtos perigosos / Impactos ambientais / Radiação / Efeitos sobre o ambiente / Riscos ambientais / Prevenção de acidentes / Efeitos sobre a saúde Autor: Bosch, C.J.H. van den; Weterings, R.A.P.M. Committee for the Prevention of Disasters (TNO) Título: Methods for the calculation of physical effects : due to releases of hazardous materials (liquids and gases). 3.ed. (yellow book). Fonte: The Hague, NL, SDU Uitgevers, 1997. 2v,825p.(CPR 14E Part 1, 451p.Part 2, 374p.) Descritores: Produtos químicos / Produtos perigosos / Prevenção de acidentes / Líquidos / Gases / Análise de risco / Armazenamento / Efeitos sobre o ambiente Autor: Schuller, J.C.H.; Brinkman, J.L.; Gestel, P.J. van Committee for the Prevention of Disasters (red book) Título: Methods for determining and processing probabilities. 2.ed. Fonte: The Hague, NL, SDU Uitgevers, 1997. 566p.(CPR 12E) Descritores: Produtos químicos / Análise de risco / Prevenção de acidentes / Probabilidade Autor: Health and Safety Commission, London Título: Advisory committee on major hazards : third report - the control of major hazards. Fonte: London, GB, HMSO/HSE, 1984. 66p. Descritores: Prevenção de acidentes / Produtos perigosos / Riscos ambientais / Segurança ocupacional / Desastres ecológicos / Efeitos sobre a saúde Autor: Fannelop, Torstein K. Título: Fluid mechanics for Industrial safety and environmental protection. Fonte: Amsterdam, NL, Elsevier, 1994. 523p.(Industrial Safety Series, 003) Descritores: Engenharia mecânica / Mecânica dos fluidos / Segurança Industrial / Produtos perigosos / Derrames de óleo / Proteção ambiental Título: Hazards : cost effective safety, 14., Manchester 10-12 nov. 1998 - symposium. Fonte: Rugby, GB, Institution of Chemical Engineers, 1998. 543p.(ICheme symposium series, 144) Descritores: Análise de risco / Produtos perigosos / Desastres ecológicos / Riscos ambientais / Segurança Industrial / Prevenção de acidentes / Simpósio Autor: Bodurtha, Frank T. Título: Industrial explosion prevention and protection. Fonte: New York, US, McGraw-Hill Book, 1980. 167p. Descritores: Riscos Industriais / Prevenção de acidentes / Segurança / Equipamento / Gases / Explosões / Incêndio Autor: Frankel, Ernst G. Título: Systems realiability and risk analysis. 2.ed. Fonte: The Netherlands, NL, Klumer Academic, 1988. 429p. Descritores: Análise de risco 22