Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 CLASSIFICAÇÃO DE ÁREA ANÁLISE DE RISCO MARCO ANTONIO GAYA DE FIGUEIREDO DOPI/IQ/UERJ MGAYA@UERJ.BR marcofigueriedo@gmail.com mailto:MGAYA@UERJ.BR 2 ATMOSFERAS EXPLOSIVAS: CONCEITOS, DEFINIÇÕES e CLASSIFICAÇÃO 3 DEFINIÇÕES IMPORTANTES 1- ATMOSFERA EXPLOSIVA Locais onde podem ocorrer mistura de gases, vapores ou poeiras inflamáveis com o ar que, em proporções adequadas, formam a atmosfera potencialmente explosiva. 2- EXPLOSÃO Do ponto de vista da química, a oxidação, a combustão e a explosão são reações exotérmicas de diferentes velocidades de reação, sendo iniciadas por uma detonação ou ignição. 3- IGNIÇÃO É a chama ocasionada por uma onda de choque, que tem sua origem em uma faísca ou arco elétrico ou por efeito térmico. Onda de choque: distúrbio no qual propriedades, como velocidade, pressão, temperatura ou densidade mudam abruptamente e descontinuamente. 4 4 - TEMPERATURA DE IGNIÇÃO ESPONTÂNEA É a temperatura em que a mistura alto detona-se, sem que seja necessário adicionar energia. Este parâmetro é muito importante pois limita a máxima temperatura de superfície que pode ser desenvolvida por um equipamento que deve ser instalado em uma atmosfera potencialmente explosiva. 5 - TEMPERATURA DE SUPERFÍCIE Todo equipamento para instalação em áreas classificadas, independente do tipo de proteção, deve ser projetado e certificado por uma determinada categoria de temperatura de superfície, considerando-se condições normais ou não de operação. A T de superfície não deve ser maior que a temperatura de ignição espontânea do gás. 5 6 - POSSIBILIDADE DE EXPLOSÃO Quando as condições abaixo ocorrem “simultaneamente”: • Presença de um material inflamável, em condições de operação normal ou anormal; • O material inflamável encontra-se em um estado tal e em quantidade suficiente para formar uma atmosfera explosiva; • Existe uma fonte de ignição com energia elétrica ou térmica suficiente para causar a ignição da atmosfera explosiva; • Existe a possibilidade da atmosfera alcançar a fonte de ignição. 6 A classificação em ZONAS baseia-se na frequência e duração com que ocorre a atmosfera explosiva. Classificação segundo as Normas Europeias da Internacional Electrical Commicion (IEC) seguida no Brasil pela ABNT. 7 – CLASSIFICAÇÃO DE ÁREAS 7 7.1 - ÁREA CLASSIFICADA Ambientes (abertos ou fechados), onde existe a possibilidade de formação de uma atmosfera explosiva, podem ser dividido em zonas de diferentes riscos, sem que haja nenhuma barreira física. 8 8 – CLASSIFICAÇÃO EM GRUPOS – mistura explosiva Na classificação em GRUPOS, os diversos materiais são agrupados pelo grau de periculosidade que proporcionam: O grupo de maior periculosidade é o grupo II C. Logo, um equipamento projetado para esse grupo, pode ser instalado nos grupos de periculosidade inferior. 9 CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO AS NORMAS AMERICANAS (NEC) (National Fire Protection Association NFPA 70 Artigo 500 do Nacional Electrical Code.) Áreas: Mistura explosiva: 10 Classificação em Grupos CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO AS NORMAS AMERICANAS (NEC) (National Fire Protection Association NFPA 70 Artigo 500 do Nacional Electrical Code.) 11 CLASSIFICAÇÃO QUANTO À TEMPERATURA DE SUPERFÍCIE Um equipamento classificado para uma determinada Categoria de Temperatura de Superfície, pode ser usado na presença de qualquer gás (de qualquer Grupo ou Classe) desde que o gás possua a temperatura de ignição espontânea maior que a categoria EQUIPAMENTOS: 12 MÉTODOS DE PREVENÇÃO • Confinamento: evita a detonação da atmosfera, confinando a explosão em um compartimento capaz de resistir a pressão desenvolvida durante a explosão, não permitindo a propagação para as áreas vizinhas (exemplo: equipamentos à prova de explosão). • Segregação: é a técnica que visa separar fisicamente a atmosfera potencialmente explosiva da fonte de ignição (exemplo: equipamentos pressurizados, imersos e encapsulados). • Prevenção: neste método controla-se a fonte de ignição de forma a não possuir energia elétrica e térmica suficiente para detonar a atmosfera explosiva (exemplo: equipamentos intrinsecamente seguros). EQUIPAMENTOS: 13 A prova de Explosão (Ex d): Um invólucro à prova de explosão deve suportar a pressão interna durante a explosão. O invólucro deve ser construído com um material muito resistente, normalmente alumínio ou ferro fundido, e deve possuir um interstício estreito e longo para que os gases quentes desenvolvidos durante uma possível explosão, possam ser resfriados, garantindo a integridade da atmosfera ao redor. Luminária a Prova de Explosão Pressurizados (Ex p): O equipamento é construído de forma a não permitir que a atmosfera potencialmente explosiva penetre no equipamento que contém elementos faiscantes ou de superfícies quentes, que poderiam detonar a atmosfera. O impedimento do contato ocorre devido ao gás de proteção (ar ou gás inerte) possuir uma pressão levemente maior que a da atmosfera externa. 14 Encapsulado (Ex m): É baseado no princípio da segregação, provendo que os componentes elétricos dos equipamentos sejam envolvidos por uma resina, de tal forma que a atmosfera explosiva externa não seja inflamada durante a operação. Normalmente esse tipo de proteção é complementar em outros métodos, e visa a evitar o curto circuito acidental. 15 Imerso em Óleo (Ex o): A segregação é obtida emergindo as partes “vivas” (que podem provocar faíscas ou as superfícies quentes) em um invólucro com óleo. Normalmente é utilizado em grandes transformadores, disjuntores e similares com peças móveis, aconselhados para equipamentos que não requerem manutenção frequente. Enchimento de Areia (Ex q): A segregação é obtida com o preenchimento do invólucro com pó, normalmente o pó de quartz ou areia, evitando desta forma inflamar a atmosfera ao redor, quer pela transmissão da chama, quer pela temperatura excessiva das paredes do invólucro ou da superfície. Encontrado como forma de proteção para leito de cabos no piso. 16 Segurança Intrínseca (Ex i): A Segurança Intrínseca previne a ignição, através da limitação da energia elétrica. Manipula e estoca baixa energia elétrica, incapaz de provocar a detonação da atmosfera explosiva. Em geral pode ser aplicado a vários equipamentos e sistemas de instrumentação, pois a energia elétrica é controlada a baixos níveis em instrumentos, tais como: transmissores eletrônicos de corrente, conversores eletropneumáticos, chaves fim-de-curso, sinaleiros luminosos, etc. 17 Categorias de Proteção Os equipamentos intrinsecamente seguros são classificados em duas categorias: 1 - Categoria “ia” Esta categoria é mais rigorosa e prevê que o equipamento possa sofrer até dois defeitos consecutivos e simultâneos, mantendo um fator de segurança 1,5 (folga de 50%) aplicado sobre as tensões e correntes, visando a incapacidade de provocar a ignição. Motivo pelo qual se assegura a utilização desses equipamentos até nas zonas de risco prolongados (Zona 0). Obs.: A aplicação dos fatores de segurança é objeto de estudo para os projetistas dos circuitos intrinsecamente seguros. Os usuários dos instrumentos devem preocupar-se apenas em utilizar os equipamentos nas zonas adequadas. 18 Categorias de Proteção Os equipamentos intrinsecamente seguros são classificados em duas categorias: 2 - Categoria “ib” A categoria é menos rigorosa, possibilitando a instalação dos equipamentos apenas nas Zonas 1 e 2, devendo assim assegurar a incapacidade de provocar a detonação da atmosfera quando houver um defeito no circuito, mantendo também o fator de segurança como 1,5. 19 Segurança Aumentada (Ex e): Baseia-se na supressão da fonte de ignição, aplicada a equipamentos que em condições normais de operação, não produza arcos, faíscas ou superfícies quentes. São tomadas ainda medidas adicionais visando a proteção sob condições de sobrecargas previsíveis. Exemplos de medidasadicionais: sensores montados em invólucro que possui a proteção do encapsulamento por resina (Ex m), proporcionando grande robustez. Emprego de sensores de temperatura que em caso de sobre corrente ou curto-circuito, desligam o circuito interno, impedindo a detonação da atmosfera explosiva. Ex.: motores de indução, luminárias, solenoides, botões de comando, terminais e blocos de conexão 20 Não Acendível (Ex n): É baseado nos conceitos de supressão da fonte de ignição, nele os equipamentos não possuem energia suficiente para provocar a detonação da atmosfera explosiva e não prevê nenhuma condição de falha ou defeito. Sua utilização está restrita a zona 2, onde existe pouca probabilidade de formação da atmosfera potencialmente explosiva . A maioria dos equipamentos elétricos estão localizados nesta área. Proteção Especial (Ex s): Este método de proteção, de origem Alemã, não está coberto por nenhuma norma técnica e foi desenvolvido para permitir a certificação de equipamentos que não sigam nenhum método de proteção, e possam ser considerados seguros para a instalação em áreas classificadas, por meios de testes e análises do projeto, visando a não limitar a inventividade humana. 21 Aplicação dos Métodos de Proteção 22 MARCAÇÃO DO SISTEMA: É a identificação do equipamento, que visa informar o tipo de proteção e as condições que devem ser utilizadas. É apresentada de uma forma simples para fácil memorização e identificação dos instrumentos. 23 ANÁLISE DE RISCO IDENTIFICAÇÃO DE AÇÕES PARA DEFINIÇÃO DA ESTRATÉGIA DE CONTROLE MARCO ANTONIO GAYA DE FIGUEIREDO DOPI/IQ/UERJ MGAYA@UERJ.BR mailto:MGAYA@UERJ.BR 24 OS PROBLEMAS DE SEGURANÇA GRANDE ACIDENTES: Seveso (1976), Bhopal (1984), EXXON VALDEZ que contribuíram para que as indústrias do mundo todo procurassem mecanismos para melhorar a imagem perante a comunidade mundial. 25 Alguns grandes desastres industriais 10 de julho de 1976 - O Acidente de Seveso: Vazamento de dioxina na atmosfera e através da planície lombarda, 3000 animais morreram e depois 70000 animais foram sacrificados para evitar a entrada da dioxina na cadeia alimentar. 26 Após o acidente de Bhopal ocorrido em 1984, em fevereiro de 1985, os líderes da indústria solicitaram ao Instituto Americano de Engenheiros Químicos (AIChE) que liderasse um esforço colaborativo para eliminar acidentes catastróficos de processo. Em 23 de março de 1985, AIChE formou o Centro de Segurança de Processos Químicos (CCPS). A partir daí o CCPS emitiu diretrizes para procedimentos de avaliação de riscos de processo. 27 Definições Acidente – acontecimento não desejado que pode vir a resultar em danos físicos, lesões, doença, morte, agressões ao meio ambiente, prejuízos na produção, etc. ALARA – Do inglês “As Low as Reasonably Achievable” (tão baixo quanto razoavelmente atingível), significa que os riscos devem ser reduzidos sempre que o custo das medidas necessárias para redução forem razoáveis quando comparadas com os benefícios obtidos em termos de redução de riscos. Às vezes também mencionado na forma ALARP - “As Low as Reasonably Possible” (tão baixo quanto razoavelmente possível). 28 Análise de Risco Constitui-se em um conjunto de métodos e técnicas que aplicados a uma atividade proposta ou existente identificam e avaliam qualitativa e quantitativamente os riscos que essa atividade representa para a população vizinha, ao meio ambiente e à própria empresa. Os principais resultados de uma análise de riscos são a identificação de cenários de acidentes, suas frequências esperadas de ocorrência e a magnitude das possíveis consequências. Definições 29 Área Vulnerável – área no entorno da atividade, na qual ambiente, população e trabalhadores encontram-se expostos aos efeitos de acidentes. A abrangência dessa área é determinada pela Análise de Vulnerabilidade. Categorias de Risco – hierarquia de risco estabelecida com base na potencialidade dos danos causados por acidentes, visando a priorização das ações de controle e fiscalização Confiabilidade - probabilidade de que um equipamento ou sistema opere com sucesso por um período de tempo especificado e sob condições de operação definidas. Definições 30 TÉCNICAS DE ANÁLISE DE RISCOS Tipo de observação Técnicas aplicadas 1. Para identificação de Perigos a) Listas de verificação (checklists) b) Análise histórica de acidentes (AH) c) Análise preliminar de perigos (APP) d) Análise de perigos e operabilidade (HAZOP) 2. Para a avaliação de freqüência de ocorrências de cenários de acidentes a) Análise por árvore de falhas b) Análise por árvore de eventos 3. Avaliação das conseqüências de acidentes a) Análise de conseqüências 4. Para situações específicas a) Análise qualitativa e riscos b) Análise de custo benefício 31 32 LISTA DE VERIFICAÇÕES Estas listas têm como objetivo identificar os perigos através de uma avaliação padrão, realizando perguntas relativas aos sistemas ou unidade em análise, que visam detectar anomalias existentes ou potenciais que possam causar problemas operacionais ou danos a pessoas, equipamentos ou meio ambiente. Esta técnica visa averiguar se o sistema está ou não em concordância com as normas e procedimentos padrão. A técnica é utilizada para controlar o projeto desde o seu início até o termino de construção da unidade também para o acompanhamento da operação da planta, principalmente na execução de procedimentos operacionais 33 APLICAÇÕES Projeto -Em todas as fases para uma rápida identificação dos perigos associados e os meios apropriados para se proceder com tais perigos Construção e montagem -Para verificar se o critério selecionado nesta fase, dado que reporta itens pendentes, itens que ainda necessitam ter o detalhamento desenvolvido, pendências ainda não solucionadas, desvios de especificação, etc. Partida / Parada -É o método mais eficiente para o acompanhamento desta fase do projeto .Operação -O uso sistemático deste método é uma forma conveniente para avaliar a correta execução dos procedimentos operacionais padrão 34 Pessoal necessário Coordenador: pessoa responsável pelo, evento que devera: Definir a equipe responsável Definir a sistemática e o grau de detalhamento da lista a ser elaborada Reunir informações atualizadas sobre o empreendimento (ou operação) Distribuir material para a equipe programar e conduzir as reuniões Especialistas (Processo ou Segurança) Relator: Pessoa que tenha o poder de síntese para fazer anotações, de maneira que descreva de um modo sucinto o que ficou acertado nas reuniões 35 Dados necessários para elaboração da lista Padrões técnicos e normas / memorial descritivo das instalações Diagramas lógicos de intertravamentos / instrumentação Lista de alarmes e intertravamentos / Fluxogramas (PFD / P&I ) Lista de tudo que entra e sai da unidade / Procedimentos operacionais RESULTADOS / TEMPO / CUSTO Tempo / Custo : A lista não é custosa e é fácil de ser elaborada, Natureza dos resultados: Qualitativos tipo Sim / Não Apresentação da técnica: Reunião com participantes para apresentação dos padrões, procedimentos e linhas de ação . Estabelecimento do cronograma de atuação visita "in loco" visando dirimir dúvidas a respeito do sistema Formulação de perguntas 36 Modelo de lista de verificação Genérica para Empreendimentos 1. Qual a finalidade do empreendimento? 2. Quais substâncias envolvidas no empreendimento? 3. Alguma das substâncias utilizadas no empreendimento é tóxica / inflamável? 4. Existe a possibilidade de ocorrência de descontrole em qualquer fase do empreendimento gerando concentrações tóxicas ou inflamáveis? 5. Existe alguma interface do empreendimento com demais sistemas / unidades na qual possa haver liberação de produto tóxico I inflamável? 6. O empreendimento possui algumaimplicação sobre a segurança de outros sistemas I unidades? 37 38 Atualmente, exige-se que as instruções operacionais passem por uma análise de risco por conta de falhas humanas de interpretação. Ocorrências tais como 1. Operador sob tensão 2. Redação não clara Podem levar a falhas significativas 39 ANÁLISE DE OPERABILIDADE DE PERIGOS - HAZARD AND OPERABILITY STUDIES (HAZOP) Indicado quando da implantação de novos processos na fase de projeto ou na modificação de processos já existentes. O ideal na realização do HAZOP é que o estudo seja desenvolvido antes mesmo da fase de detalhamento e construção do projeto, possibilitando com isso que modificações sejam feitas o quanto antes. O desenvolvimento do HAZOP alia a experiência e competência individual às vantagens indiscutíveis do trabalho em equipe. Erro de Projeto 19% Falhas no processo 17% Falhas operacionais 17% Sabotagem 7% 40 A técnica HAZOP permite que as pessoas liberem sua imaginação, pensando em todos os modos pelos quais um evento indesejado ou problema operacional possa ocorrer. Para evitar que algum detalhe seja omitido, a reflexão deve ser executada de maneira sistemática, analisando cada circuito, linha por linha, para cada tipo de desvio passível de ocorrer nos parâmetros de funcionamento. Para cada linha analisada são aplicadas a série de palavras-guia, identificando os desvios que podem ocorrer caso a condição proposta pela palavra-guia ocorra. 41 PALAVRA-GUIA DESVIO NENHUM Ausência de fluxo ou fluxo reverso MAIS Mais, em relação a um parâmetro físico importante. (Ex.: mais vazão, maior temperatura, mais pressão, etc.) MENOS Menos, em relação a um parâmetro físico importante. (Ex.: menos vazão, temperatura menor, menos pressão) MUDANÇAS NA COMPOSIÇÃO Alguns componentes em maior ou menor proporção, ou ainda, um componente faltando. COMPONENTES A MAIS Componentes a mais em relação aos que deveriam existir. (Ex.: fase extra presente, impurezas,etc.) OUTRA CONDIÇÃO OPERACIONAL Partida, parada, funcionamento em carga reduzida, modo alternativo de operação, manutenção, mudança de catalisador,etc. PALAVRAS-GUIA DO ESTUDO HAZOP E RESPECTIVOS DESVIOS 42 PARÂMETRO PALAVRA – GUIA DESVIO FLUXO NENHUM MENOS MAIS REVERSO TAMBÉM NENHUM FLUXO MENOS FLUXO MAIS FLUXO FLUXO REVERSO CONTAMINAÇÃO PRESSÃO MENOS MAIS PRESSÃO BAIXA PRESSÃO ALTA TEMPERATURA MENOS MAIS TEMPERATURA BAIXA TEMPERATURA ALTA NÍVEL MENOS MAIS NÍVEL BAIXO NÍVEL ALTO VISCOSIDADE MENOS MAIS VISCOSIDADE BAIXA VISCOSIDADE ALTA REAÇÃO NENHUM MENOS MAIS REVERSO TAMBÉM NENHUMA REAÇÃO REAÇÃO INCOMPLETA REAÇÃO DESCONTROLADA REAÇÃO REVERSA REAÇÃO SECUNDÁRIA Lista de desvios para a Hazop de processos contínuos 43 Aplicação da técnica (PASSOS) • Divisão da unidade / sistema em sub sistemas a fim de facilitar a realização da hazop Alguns nós a serem avaliados Análise de risco - 2005.1 44 45 Modelo de planilha para aplicação da HAZOP SUBSISTEMA REFERENCIA DATA RESPONSAVEL NÓ PARÂMETRO PALAVRA GUIA DESVIO CAUSAS POSSÍVEIS DETECÇÃO (BARREIRA DE PROTEÇÃO) PROVIDENCIAS REQUERIDASCONSEQUENCIAS HAZOP Algumas aplicações envolvem a estimativa da frequência de ocorrência do desvio e sua severidade. Esta conjugação define a categoria do risco SUBSISTEMA REFERÊNCA NÓ DATA PARAMETRO PALAVRA GUIA DESVIO CAUSAS POSSIVEIS DETECÇÃO CONSEQUENCIAS Severidade Frequencia Tipo de Risco PROVIDENCIAS REQUERICAS ORGÃO RESPONSÁVEL HAZOP Acima modelo para a atividade / a baixo modelo mais completo) 46 • Escolha do ponto de um dos sub sistemas a ser analisado chamado nó Nó selecionado – vaso de flash • Aplicação das palavras – guia verificando quais os desvios que serão possíveis de ocorrer naquele nó HAZOP SUBSISTEMA Separação primaria REFERENCIA DATA RESPONSAVEL NÓ Vaso de flash PARÂMETRO PALAVRA GUIA DESVIO CAUSAS POSSIVEIS DETECÇÃO (barreira de proteção) CONSEQUENCIA PROVIDENCIAS REQUERIDAS Pressão mais mais pressão bloqueio na válvula Alarme de pressão Danos mecânicos Instalar limitador de curso de válvula (manutenção) Temperatura mais Mais temperatura Falha da válvula de controle Alarme de temperatura alta Separação de fluidos fora do especificado Substituição da válvula (manutenção) Nível menos nível baixo válvula dando passagem Alarme de nível baixo Cavitação da bomba Colocação de sistema override (instrumentação) 47 Para cada uma das causas, verificar quais são os meios disponíveis na unidade / sistema para a detecção desta causa e quais seriam as suas possíveis consequências. Verificar se não existe alguma coisa que possa ser feita para eliminar a causa do desvio ou para minimizar estas consequências. Caso surja durante a discussão, alguma dúvida ou alguma pendência, deve-se anotá-la para ser dirimida posteriormente. Finalmente, no caso de ser feita alguma recomendação, deve-se especificar qual o órgão que ficará responsável pela sua avaliação e implementação. Uma vez analisados todos os desvios procede-se à escolha do próximo nó prosseguindo a análise observações 48 AS RECOMENDAÇÕES Categoria 1: Recomendações que exigem mudanças no projeto da instalação a nível de hardware envolvendo equipamentos ou componentes, .podendo demandar tempo e custos maiores f ' para sua implementação. Categoria 2: Recomendações que exigem apenas modificações a nível de software, envolvendo, por exemplo, mudanças na lógica de atuação ou acréscimo de alarmes fornecidos por CLPs ou SDCDs. Em geral estas recomendações .são de baixo custo e de fácil implementação. Categoria 3: Recomendações relativas a elaboração de procedimentos operacionais, execução de manutenção e testes periódicos e a realização de estudos e avaliações complementares. As principais vantagens da análise por HAZOP estão relacionadas com a sistematicidade, flexibilidade e abrangência para identificação de .perigos e problemas operacionais. 49 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Compartilhar