Gerenciamento de Riscos e Impactos Ambientais - Aula 7 - Análise de Modos de Falhas e Efeitos FMEA

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Professora: Lizzy Ayra Alcântara Veríssimo
Técnicas de Análise de Riscos: Análise de Modos de Falha e Efeitos (AMFE) – Failure Modes and Effects Analysis (FMEA)
UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Disciplina: GCA 169 – Gerenciamento de Riscos e Impactos Ambientais
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 Desenvolvido pela NASA – Meados dos anos 60
Inicialmente utilizado pela Aviação e desenvolvimento de tecnologia nuclear
 FORD Norte Americana (Década de 70)
 FMEA de projeto
 FMEA de processo
Evita a ocorrência de falhas no projeto e/ou processo através da análise das falhas potencias e propostas de ações de melhoria
 Tem o objetivo de detectar falhas antes que se produza uma peça e/ou produto;
 Aumenta a confiabilidade dos sistemas em estudo.
 
Análise de Modos de Falha e Efeitos (AMFE)
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Análise de Modos de Falha e Efeitos (AMFE) - Failure Modes and Effects Analysis (FMEA)
É uma técnica para análise de riscos que consiste no exame de componentes individuais, com o objetivo de avaliar os efeitos que eventuais falhas podem causar no comportamento de um determinado sistema; é, portanto, uma análise sistemática com ênfase nas falhas de componentes, não considerando falhas operacionais ou erros humanos.
Análise de Modos de Falha e Efeitos (AMFE)
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É importante ressaltar que também não é objetivo da AMFE estabelecer as combinações de falhas dos equipamentos ou a as seqüências das mesmas, mas sim estabelecer como as falhas individuais podem afetar diretamente ou contribuir de forma relevante ao desenvolvimento de um evento indesejado que possa acarretar conseqüências significativas.
Análise de Modos de Falha e Efeitos (AMFE)
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A aplicação da técnica AMFE, em sistemas ou plantas industriais, permite analisar como podem falhar os diferentes componentes, equipamentos ou sistemas, de forma que possam ser determinados os possíveis efeitos decorrentes dessas falhas permitindo, conseqüentemente, definir alterações de forma a aumentar a confiabilidade dos sistemas em estudo, ou seja, diminuir a probabilidade da ocorrência de falhas indesejáveis.
Análise de Modos de Falha e Efeitos (AMFE)
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 Fontes de informação:
Dados históricos de falhas ocorridas em processos e produtos semelhantes;
 Reclamações de clientes;
Relatórios de produtos devolvidos em garantia (Análise de Devoluções);
 Experiência dos membros do Grupo de Trabalho.
Análise de Modos de Falha e Efeitos (AMFE)
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Critérios de aplicação:
 Introdução de novos produtos / processo;
 Alteração significativa no projeto e processo;
 Transferência de ferramenta existente à outra instalação fabril;
 Desenvolvimento ou mudança de fornecedores;
 Existência de problemas de qualidade no processo.
Análise de Modos de Falha e Efeitos (AMFE)
Pontos importantes do FMEA:
 Identificar os modos (tipos) de falhas possíveis;
 Descrever os efeitos, as causas de cada modo de falha, e os controles existentes;
 Calcular o risco para cada falha, levando-se em consideração a freqüência de ocorrência, o grau de severidade e a probabilidade de detecção;
 Recomendar ações corretivas para as causas de falhas apontadas;
 Reavaliar o índice de risco;
 A análise deve ser desenvolvida passo a passo.
Análise de Modos de Falha e Efeitos (AMFE)
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Benefícios do FMEA
 Redução de falhas no desenvolvimento, na produção e utilização do produto;
 Prevenção aos invés de detecção;
 Redução de tempo e custo no desenvolvimento de produtos;
 Fonte de dados para critérios de manutenção;
 Critério para planejamento e aplicação de inspeções de ensaios;
 Reduzir número de “recall”;
 Integração entre os departamentos envolvidos;
 Documentação do “know how” que a empresa tem do produto e sua fabricação.
Análise de Modos de Falha e Efeitos (AMFE)
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Pode-se concluir que os principais objetivos da AMFE são:
Revisão sistemática dos modos de falha de componentes, de forma a garantir danos mínimos aos sistemas;
Determinação dos possíveis efeitos que as possíveis falhas de um determinado componente poderão causar em outros componentes do sistema em análise;
Determinação dos componentes cujas falhas possam redundar em efeitos críticos na operação do sistema em análise.
OBJETIVOS
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A AMFE é basicamente um método qualitativo que estabelece, de forma sistemática, uma lista de falhas com seus respectivos efeitos e pode ser de fácil aplicação e avaliação para a definição de melhorias de projetos ou modificações em sistemas ou plantas industriais.
OBJETIVOS
ÂMBITO DE APLICAÇÃO
A AMFE pode ser utilizada nas etapas de projeto, construção e operação.
Na etapa de projeto a técnica é útil para a identificação de proteções adicionais, que possam ser facilmente incorporadas para a melhoria e o aperfeiçoamento dos aspectos de segurança dos sistemas.
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Na fase de construção 
A AMFE pode ser utilizada para a avaliação das possíveis modificações que possam ter surgido durante a montagem de sistemas, o que é bastante comum; por fim, para instalações já em operação a técnica é útil para a avaliação de falhas individuais que possam induzir a acidentes potenciais.
ÂMBITO DE APLICAÇÃO
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Em geral a aplicação da AMFE pode ser realizada por 2 analistas que conheçam perfeitamente as funções de cada equipamento ou sistema, assim como a influência destes nas demais partes ou sistemas de uma linha ou processo. 
Em sistemas complexos o número de analistas é, normalmente, incrementado, de acordo com a complexidade e especificidades das instalações.
ÂMBITO DE APLICAÇÃO
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Formação do grupo de trabalho em sistemas complexos
O grupo de trabalho deve ser constituído por especialistas diretamente envolvidos no projeto ou no processo.
O grupo de trabalho deverá ser formado por 4 à 7 pessoas escolhidas dentre as áreas interessadas.
Elementos Chave no Grupo de Trabalho:
Desenvolvimento ou Projeto do Produto ou Sistema;
Processo e Métodos;
Qualidade;
Produção.
Obs.: A falta de qualquer um dos elementos acima pode comprometer significativamente o desenvolvimento dos trabalhos e a elaboração do FMEA. Todo Grupo de Trabalho para o desenvolvimento de um FMEA deverá ter um líder ou coordenador.
ÂMBITO DE APLICAÇÃO 
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Definição do assunto:
O coordenador e o grupo de trabalho devem definir objetivamente o título e o assunto do FMEA
Deve ser especificado o tipo do FMEA (Projeto, Processo, Sistema, Logística, Segurança). A importância da definição e da descrição, deve-se à necessidade de identificar o âmbito e a finalidade do trabalho.
Função
Atribuições
Coordenador
Pessoa responsável pelo evento
Líder/Moderador
Pessoa que detém conhecimento da técnica de FMEA e os métodos para a sua condução
Participantes
Pessoas que estão ou não ligadas ao evento, mas que detém informações e experiência em sistemas similares
Convidados
Pessoas com conhecimento específicos que poderão vir a ser convocados pelo coordenador, para participar de determinadas etapas do FMEA
ÂMBITO DE APLICAÇÃO 
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Etapas do desenvolvimento do FMEA
COORDENADOR
EQUIPE MULTIFUNCIONAL
Descrição do
Sistema
Análise 
Funcional
Análise de
Falhas
Análise do
Risco
Ações Corretivas 
e
Preventivas
ÂMBITO DE APLICAÇÃO 
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De forma geral, para se garantir a efetividade na aplicação da técnica, deve-se dispor de:
Lista dos equipamentos e sistemas;
Conhecimento das funções dos equipamentos, sistemas e planta industrial;
Fluxogramas de processo e instrumentação;
Diagramas elétricos, entre outros documentos e informações, de acordo com a instalação ou processo a ser analisado.
ÂMBITO DE APLICAÇÃO
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Na aplicação da AMFE devem ser contempladas as seguintes etapas:
Determinar o nível de detalhamento da análise a ser realizada;
Definir o formato da tabela e informações a serem apontadas;
Definir o problema e as condições de contorno;
Preencher a tabela da AMFE;
Apontar as informações e recomendações.
DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO
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O nível de detalhamento da análise a ser realizada na aplicação da AMFE, dependerá,obviamente, da complexidade da instalação a ser analisada, bem como dos objetivos a serem alcançados; 
Se a análise tiver por finalidade definir a necessidade ou não de proteções ou sistemas de segurança adicionais (redundâncias) certamente a análise deverá ser mais detalhada e criteriosa, podendo haver a necessidade de estudar cada equipamento, acessórios, interfaces, intertravamentos, etc.
DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO
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O formato da tabela a ser utilizado está também associado ao tipo de análise e nível de detalhamento desejado.
A definição do problema e das condições de contorno deve contemplar a determinação prévia do que efetivamente será analisado; assim, de forma geral, como elementos mínimos devem ser considerados:
A identificação da planta e/ou dos sistemas a serem analisados;
O estabelecimento dos limites físicos dos sistemas, o que implica normalmente na utilização de fluxogramas de engenharia;
O reconhecimento das informações necessárias para a identificação dos equipamentos e suas relações como os demais sistemas da planta a ser analisada.
DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO
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O preenchimento da tabela deve ser realizado de forma sistemática, em geral, utiliza-se como referência um fluxograma de engenharia ou outros documentos adicionais, de acordo com a complexidade da instalação em análise. 
DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO
Figura 1 – Exemplo de Tabela – AMFE.
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Inicia-se o preenchimento da tabela, a partir do primeiro componente (equipamento) de interesse, seguindo o fluxo (seqüência) normal do processo até a sua etapa final, devendo-se considerar:
Identificação adequada dos equipamentos, considerando suas denominações formais ou dados adicionais, caso necessário;
Descrever adequadamente e contemplar os diferentes modos de falha em relação ao modo normal de operação de cada equipamento considerado na análise; assim, por exemplo, um modo de falha de uma válvula de controle que opera normalmente aberta, pode ser “falha em abrir ou falha fechada”;
DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO
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Os analistas devem priorizar e se concentrar na análise, em especial, nas situações que possam provocar conseqüências relevantes;
Para cada modo de falha identificado deve-se procurar avaliar os efeitos em outros componentes ou no sistema; 
Por fim, para cada modo de falha e após a definição dos possíveis efeitos decorrentes da falha em questão devem ser apontadas eventuais recomendações.
DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO
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A Figura 1 representa, de forma simplificada e esquemática, uma caixa d’água de uso domiciliar, para a qual foi desenvolvida uma AMFE, de forma a se estudar as possíveis perdas decorrentes de falhas de seus componentes.
Figura 1 – Esquema simplificado de uma caixa d’ água
Exemplo
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A Tabela 1 mostra a aplicação da técnica AMFE para a caixa d’ água.
Exemplo
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Atividade
A Figura 2 representa, de forma simplificada e esquemática, uma válvula solenoide, para a qual foi desenvolvida uma FMEA, de forma a se estudar as possíveis perdas decorrentes de falhas de seus componentes. Aplicar o FMEA, levantando 3 possíveis modos de falha para a válvula solenoide.
Figura 2 – Esquema simplificado de uma válvula solenoide
Formulário FMEA geralmente empregado para análise de riscos ambientais
Fonte: Adaptado de Helman & Andery (1995).
Descrição
das saídas
– função
Tipo
Efeito do
impacto
ambiental
Causa do
Impacto
Ambiental
Controles
atuais
S
O
D
A
R
Controles ambientais –
ações recomendadas
Exemplo
As colunas deste formulário podem ser preenchidas da seguinte forma: 
descrição das saídas – função: são descritas as saídas e a sua função durante o processo produtivo; 
b) tipo de impacto ambiental: os impactos ambientais que ocorrem cotidianamente na empresa estudada são classificados como “real”, por outro lado, os impactos que possam vir a ocorrer são classificados como “potencial”; 
c) efeito do impacto ambiental: descrevem-se os meios envolvidos com o impacto ambiental, estes podem ser: a água, o solo e o ar;
d) causa do impacto ambiental: na maioria das vezes, a causa do impacto ambiental é o descarte incorreto dos resíduos e efluentes industriais;
Preenchimento do Formulário FMEA geralmente empregado para análise de riscos ambientais
e) controles atuais: são as atitudes que a empresa adota para impedir que ocorra o impacto ambiental. 
Quando a empresa não adota nenhuma atitude para mitigar o impacto, esta coluna estará em branco; 
f) as colunas “S”, “O”, “D”, “A” e “R” representam a “severidade”, a “ocorrência”, a “detecção”, a “abrangência do impacto” e o “risco ambiental”; 
g) controles ambientais - ações recomendadas: nesta coluna estão descritas as ações que as organizações deveriam adotar para mitigar os impactos ambientais. 
Quando os “controles atuais” da organização forem julgados como eficazes para mitigar os impactos ambientais, não será recomendada nenhuma ação.
Preenchimento do Formulário FMEA geralmente empregado para análise de riscos ambientais
Classificações de severidade
Severidade do impacto ambiental
Classificação
Alta
Produtos muito danosos ao meio ambiente, que apresentam as características: corrosividade, reatividade, explosividade, toxicidade, inflamabilidade e patogenicidade
3
Moderada
Produtos danosos ao meio ambiente, que possuem longo tempo de decomposição, por exemplo: metais, vidros e plásticos. Também é considerada a utilização de recursos naturais
2
Baixa
Produtos pouco danosos ao meio ambiente, que possuem curto tempo de decomposição, como papelão e tecidos
1
Exemplos de classificação da Severidade, Ocorrência, Detecção e Abrangência
Classificações de ocorrência de impactos ambientais reais
Ocorrência do impacto ambiental
Classificação
Alta
O impacto ambiental ocorre diariamente
3
Moderada
O impacto ambiental ocorre mensalmente
2
Baixa
O impacto ambiental ocorre semestralmente ou anualmente
1
Exemplos de classificação da Severidade, Ocorrência, Detecção e Abrangência
Classificações de detecção
Detecção do impacto ambiental
Classificação
Baixa
Para detectar o impacto ambiental é necessária a utilização de tecnologias sofisticadas
3
Média
O impacto ambiental é percebido com autilização de medidores simples. Exemplos: hidrômetro e medidor de energia elétrica
2
Alta
O impacto ambiental pode ser percebido
Visualmente
1
Exemplos de classificação da Severidade, Ocorrência, Detecção e Abrangência
Classificações de abrangência de impactos ambientais
Abrangência do impacto ambiental
Classificação
O impacto ambiental ocorre fora dos limites da organização
3
O impacto ambiental ocorre dentro dos limites da organização
2
O impacto ambiental ocorre no local onde está sendo realizada a operação
1
Exemplos de classificação da Severidade, Ocorrência, Detecção e Abrangência
Análise de Modos e Efeitos de Falha
na avaliação dos impactos ambientais provenientes do abate animal
Eng Sanit Ambient | v.19 n.1 | jan/mar 2014 | 79-86
 Estudo de Caso - Laticínio
O soro pode ser aproveitado como matéria-prima em produtos lácteos. 
Porém, quando não aproveitado é descartado como efluente industrial, provocando efeito poluidor (devido ao consumo de oxigênio da água).
A gravidade da poluição vem do fato de que ele apresenta uma demanda bioquímica de oxigênio (DBO) muito elevada.
A questão da poluição atmosférica em pequenos e médios laticínios é restrita à operação das caldeiras, usadas para produção de vapor, que podem funcionar a óleo combustível ou a lenha. 
As boas práticas no uso de um sistema de geração de vapor é recomendada. 
Existem também os resíduos sólidos: embalagens, cinzas de caldeiras, aparas de queijo, gordura e lodo (gerado na estação de efluentes). 
A forma de destinação destes resíduos sólidos quase sempre é o serviço de limpeza urbana ou a comercialização com empresas de reciclagem
Formulário FMEA: Estudo de caso.
Descrição das saídas -função
Tipo
Efeito do impacto ambiental
Causa do impacto ambiental
Controles
atuais
S
O
D
A
R
Controles ambientais – ações recomendadas
Consumo deágua
R
Utilização dos recursos naturais
A água é utilizada no processo e na caldeira
Controle através de gráficos e tabelas
Possui poço artesiano para utilização de lavagem de caminhões, utensílios, chão e pisos da fábrica
2
3
2
2
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Melhoria contínua dos
processos para minimizar
o consumo de água
 
Análise semestral para
sua utilização na caldeira
Formulário FMEA: Estudo de caso.
Descrição das saídas - função
Tipo
Efeito do impacto ambiental
Causa do impacto ambiental
Controles
atuais
S
O
D
A
R
Controles ambientais – ações recomendadas
Consumo e armazenamento da lenha
R
Utilização dos recursos naturais
A lenha é utilizada para alimentar a caldeira
A lenha utilizada é legalizada
 
Existe um galpão onde a lenha é armazenada
 
Utiliza-se junto com a lenha de eucalipto, a lenha briquete (lenha reciclada)
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3
1
3
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Formulário FMEA: Estudo de caso.
Descrição das saídas - função
Tipo
Efeito do impacto ambiental
Causa do impacto ambiental
Controles
atuais
S
O
D
A
R
Controles ambientais – ações recomendadas
Embalagens de matérias-primas, insumos, embalagens de papel e plástico
R
Contaminação do solo
Provenientes do processo
As embalagens são separadas de acordo com seus respectivos materiais e encaminhas a empresa de coleta de lixo
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3
1
3
18
Formulário FMEA: Estudo de caso.
Descrição das saídas - função
Tipo
Efeito do impacto ambiental
Causa do impacto ambiental
Controles
atuais
S
O
D
A
R
Controles ambientais – ações recomendadas
Embalagens com resíduos orgânicos
R
Contaminação do solo
Provenientes do processo falho
As embalagens são separadas de acordo com seus respectivos materiais e encaminhas a empresa de coleta de lixo
2
3
1
3
18
Minimização da geração
dessas embalagens
 
Devem ser lavadas e
então destinadas à
reciclagem
Formulário FMEA: Estudo de caso.
Descrição das saídas - função
Tipo
Efeito do impacto ambiental
Causa do impacto ambiental
Controles
atuais
S
O
D
A
R
Controles ambientais – ações recomendadas
Soro
R
Contaminação do solo e/ou da água
O soro é um resíduo do processamento
Vendido a empresas.
 
Existe adequação do tanque de armazenamento (fechamento e capacidade)
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3
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3
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Monitorar continuamente a capacidadede armazenamento do tanque
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Notas e referências biliográficas
Próxima aula: 
Técnicas de Avaliação de Riscos: Análise de Árvore de Falhas (AFF)
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
 
AMORIM, E. L. C. Curso completo de análise de risco. Notas de Aula. Maceió, 2013. Disponível em:
<www.ctec.ufal.br/professor/elca>. 
AMORIM, E. L. C. de. Ferramentas de Análise de Risco. Apostila do curso de Engenharia Ambi-ental da Universidade Federal de Alagoas, CTEC, Alagoas: 2010. Disponível em: < http://pt.scribd.com/doc/71505557/Apostila-de-ferramentas-de-analise-de-risco>.
FUNDAÇÃO ESTADUAL DE PROTEÇÃO AMBIENTAL HENRIQUE LUIZ ROESSLER (FEPAM). Manual de análise de riscos industriais. Porto Alegre: FEPAM, 2001. Disponível em: <http://www.fepam.rs.gov.br/ central/formularios/arq/manual_risco.pdf>. 
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