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
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Ferramentas para Análise de Risco - Lupércio F. Bessegatobessegato.com.br/PUC/03_ferramentas.pdf · Ferramentas para Análise de Risco Roteiro 1. Introdução 2. APP – Análise
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Transcript
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Ferramentas para Análise de Risco
Roteiro
1. Introdução2. APP – Análise Preliminar de Perigo3. HAZOP – Hazard and Operability Study4. Estudo de Caso – APP e HAZOP5. FMEA – Failure Modes and Effects Analysis6. Estudos de Casos – FMEA7. FTA – Fault Tree Analysis8. A FTA e a FMEA9. Conseqüências e Estimativas de Riscos10. Referências
Introdução
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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
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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
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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)
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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
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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
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Informações Necessárias
• Características de toxidade• Características de inflamabilidade• Propriedades físico-químicas
Substâncias
• Descrição dos principais sistemas de proteção e segurança
• Lay-out da instalação• Especificações de equipamentos• Especificações técnicas de projeto• Premissas de projeto
Instalações
• Dados climatológicos• Dados demográficos
Região
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
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Modelo de Planilha
Freqüência
Severidade
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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
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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 máoperação 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
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• 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.
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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
Análise Global: medidas para reduzir o risco de ocorrências comuns a vários pontos do sistema
Análise Prévia: se o risco for confirmado, o cenário seráaceito 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;
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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.
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Diagrama Esquemático
Nós de Referência, Palavras-Guia e Desvios
Sim VazãoSimVazão4
Pressão altaMaisPressão3
Menos vazãoMenosVazão2
Sim VazãoSimVazão1
DesvioPalavra-guiaParâmetroNó
Causa Geradora de Eventos – Nó 1
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Causa Geradora de Eventos – Nó 2
Causa Geradora de Eventos – Nó 3
Causa Geradora de Eventos – Nó 4
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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
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• 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
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Planilha da FMEA
FMEA nº: Preparado por: Identificação item: Data conclusão:
Sistema: Equipe: Dpto . Responsável:
Modo Efeito Causa Ocorrência Gravidade Detecção RPN Gravidade Ocorrência Detecção
(12) (13) (14)(8) (9) (10) (11)
Priorização AçãoRecomendada
Resultados da Ação
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
Função deProjeto
Potenciais da Falha CaracterísticaCrítica
MétodoDetecção
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
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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
Contaminação solo e água
Óleo arrastado para esgoto durante lavagem
Óleo de corte desperdiçado
Utilização de recursos naturais
Procedimentos para uso de ar condicionado
Consumo de energia elétrica
Água não aqueceOxidaçãoFratura da resistência elétrica de chuveiro
EfeitoCausaModo de Falha
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.
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Índice de Ocorrência
• Na dúvida entre dois valores, escolha o maior;• No caso de impasse entre membros da equipe,
trabalhe com a média
ÍndiceProbabilidadede 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
Índice de Gravidade
• Na dúvida entre dois valores, escolha o maior;• No caso de impasse entre membros da equipe,
trabalhe com a média
Índice Efeito Conceito
1 NenhumFala de menor importânciaQuase não são percebidos os efeitos sobre o sistema
2 Mínimo
3 Muito pequeno
4 Pequeno
5 Moderado
6 Significativo
7 Grande
8 Extremo
9 Sério
10 Catastrófico
Degradação progressiva do sistemaUsuário perceberá falha e ficará insatisfeito
Sistema grandemente afetadoUsuário perceberá falha e ficará muito insatisfeito com ela
Problemas são catastróficos, podendo ocasionar danos a bens ou pessoasUsuário muito insatisfeito
Surgimento gradual de ineficiência, com redução de desempenho do sistemaPequeno incomodo ao usuário
Índice de Detecção
• Na dúvida entre dois valores, escolha o maior;• No caso de impasse entre membros da equipe,
trabalhe com a média
Índice Detecção Conceito
1 Quase certa Controles atuais detectam falha quase sempre
2 Muito alta
3 Alta4 Moderadamente alta
5 Média
6 Baixa
7 Muito baixa
8 Mínima
9 Rara Muito pequena probabilidade de detecçãoNão há nenhum tipo de controle ou inspeção
10 Quase impossívelMuito remota a probabilidade de detecçãoA falha não pode ser detectada
Média chance de detecção
Chance muito baixa de detecçãoNível de controle muito baixo
Grandes chances de detecção
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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 1.000 é 950
• 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
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• 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.
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• 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
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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
(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
Modo Efeito Causa
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
Função deProjeto
Potenciais da Falha CaracterísticaCrítica
MétodoDetecção
Modo Efeito Causa
(1) (2) (3) (4) (5)
Função deProjeto
Potenciais da Falha CaracterísticaCrítica
(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:
(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.
Modo Efeito Causa Ocorrência
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
Função deProjeto
Potenciais da Falha CaracterísticaCrítica
MétodoDetecção
(5) Identificar se item é potencialmente crítico (S/N)Itens críticos:√ Afetam a segurança de operação√ Podem comprometer o atendimento às normas
legaisPodem ser: dimensões, ferramentas, processos, etc.
Modo Efeito Causa Ocorrência Gravidade
(8)
Priorização
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
Função deProjeto
Potenciais da Falha CaracterísticaCrítica
MétodoDetecção
(6) Refere-se às atividades de validação, verificação e prevenção planejadas, para assegurar a robustez do sistema quanto ao mecanismo de falha em questãoCaso não haja método de detecção planejado, ele deve ser sugerido na lista de ações
• 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
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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, 295 –309.