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Módulo 3 Técnicas de Identificação de Perigos: HAZOP Slide 2 Técnicas de Identificação de Perigos � Quais São as Técnicas mais Utilizadas? - Análise Histórica se Acidentes - Identificação se Perigos (HAZID) - Análise de Perigos e Operacionalidade (HAZOP) - Análise Preliminar de Perigos (APP) “Para cada situação existe a ferramenta mais adequada“ Slide 3 Tópicos Abordados � Definição � Objetivos � Histórico � Palavras Guias � Seleção dos Nós � Composição da Equipe � Planilha de HAZOP � Aplicação em Procedimentos � Aplicação em Regime de Batelada � Preparação para o Estudo � Documentação Slide 4 Técnicas de Identificação de Perigos � HAZARD AND OPERABILITY STUDIES (HAZOP) - TÉCNICA QUE FACILITA A IDENTIFICAÇÃO DOS CENÁRIOS DE ACIDENTE A PARTIR DE BUSCA SISTEMATIZADA - CLASSIFICAÇÃO DOS CENÁRIOS DE ACIDENTE, PERMITINDO A SELEÇÃO DOS CENÁRIOS MAIS CRÍTICOS PARA A QUANTIFICAÇÃO Slide 5 HAZOP � O QUE É ? �Técnica de análise de sistemas baseada em um procedimento que gera perguntas de maneira estruturada e sistemática através de um conjunto apropriado de palavras-guia. HAZARD AND OPERABILITY STUDIES Slide 6 HAZOP � Técnica desenvolvida para se identificar e avaliar perigos (problemas de segurança) em uma planta de processos e para se identificar problemas operacionais que, embora não perigosos, poderiam comprometer a habilidade da planta em atingir a produtividade prevista no projeto. (AIChE - Guidelines for Hazard Evaluation Procedures) Slide 7 HAZOP - Objetivos � Examinar sistematicamente cada segmento de uma instalação, visando identificar todos os possíveis desvios das condições normais de operação, relacionando suas causas e suas conseqüências; � Decidir sobre a necessidade de ações para controlar o perigo ou o problema de operabilidade. Em caso positivo, identificar caminhos para a solução do problema; � Identificar os casos em que uma decisão não pode ser tomada imediatamente e decidir quais informações ou ações adicionais são necessárias. � Relacionar as causas e conseqüências; � Avaliar a probabilidade de ocorrência (frequência) e a magnitude dos danos de cada desvio identificado; Slide 8 Porque Fazer HAZOP ? Práticas de projeto orientadas unicamente para equipamentos (códigos de projeto) Necessária uma complementação através de métodos orientados para o processo HAZARD AND OPERABILITY STUDIES Slide 9 Idéia básica do HAZOP � Problemas operacionais ou de segurança estão sempre relacionados a desvios nos parâmetros de processo Se não há desvio, então não há problemas Slide 10 HAZOP - Histórico � Utilizada pela primeira vez na ICI. � Reportada pela primeira vez por Lawley em 1974 (“Operability Studies and Hazard Analysis”, Loss Prevention vol. 8, p. 105). � Técnica espalhou-se rapidamente pela indústria de processos durante a década de 70 e para outros tipo de indústria durante a década de 80. Slide 11 1a. Etapa 2a. Etapa 3a. Etapa 4a. Etapa 5a. Etapa Decisão Planejamento Realização Relatório Acompanhamento Pós-HAZOP HAZOP como “Processo” DIAGRAMA DO MÉTODO DE ANÁLISE POR HAZOP Selecione um nó Identifique as variáveis de processo de interesse para o nó Repita para todos os nós. Selecione a variável de processo Repita para todas as variáveis de processo Aplique a primeira palavra guia para a variável de processo selecionada Repita para todas as palavras-guias Determine as recomendações/sugestões Classifique frequência, severidade e Risco Examine as conseqüências Liste as possíveis causas do desvio Defina as fronteiras da instalação a ser analisada Colete as informações sobre as características da instalação Identifique as salvaguardas Slide 13 Seleção dos Nós � Consiste na determinação dos pontos representativos do processo onde os desvios serão analisados � Nós são seções do equipamento ou sistema, com fronteiras definidas (por exemplo, uma linha entre dois vasos), onde os desvios dos parâmetros de processo serão avaliados. Slide 14 Seleção dos Nós � Critérios típicos: �Quando ocorre uma mudança de estado ou composição relevante �Grandes equipamentos separados, com parâmetros de processo distintos (pressão, temperatura, fluxo, viscosidade, composição, etc) �Interfaces com outros sistemas que possam interferir ou sofrer interferências do sistema em estudo Slide 15 Seleção dos Nós � Outros critérios importantes: • Linhas e equipamentos relacionados aos maiores inventários de produtos perigosos • Reatores de processo • Caldeiras ou fornos • Equipamentos sujeitos a pressurização excessiva • Interfaces com sistemas de tocha e de abatimento de gases tóxicos Slide 16 Seleção dos Nós � DICAS: - Estude a planta aos poucos, isto é, divida as seções maiores em segmentos relativamente simples - Mantenha as causas dos desvios dentro da seção em estudo (a montante), mas siga as conseqüências dos desvios o mais profundamente possível (a jusante e a montante) Slide 17 Exercício: Selecione os nós no sistema abaixo 1 5 m i n u t o s Amônia + Ácido Fosfórico � Fosfato Diamônio (DAP) Slide 18 � Colunas: - Desvio (palavra-chave) - Possíveis Causas - Fatores Relevantes - Possíveis Efeitos - Categorias (Freqüência, Severidade e Risco) - Ações/Questões/Recomendações - Número do Cenário Planilha de HAZOP Slide 19 ���������� � �� � ���������� � ������� �� �������������� ��� �������� ������� ���� ���� � ��� � �� �� � ����� � � ��� �������� � � ��� � �� ��� � ���� � ����� � �������� � �� � �� �� � �� � ���� � �� � ��� ��� � �� �� �� � � � ������ � �� � � � ���� � �� � � �� �� � �� � � ���� � ���� � ��� ��� � �� � Slide 20 � Ferramentas (software): - Planilha Eletrônica (por exemplo, Excel) - Editor de Texto (por exemplo, Word) - Software específicos (PHAPRO6, MASTER GUIDE) Planilha de HAZOP Slide 21 Sequência de Análise – 1ª Etapa Determinação dos desvios Evento Iniciador (Causas) Fatores Relevantes Desfechos (Efeitos) Slide 22 PALAVRAS- GUIA DESVIOS CONSIDERADOS NÃO OU NENHUM A completa negação das intenções do projeto MAIS DE Aumento quantitativo de uma propriedade física relevante MENOS DE Diminuição quantitativa de uma propriedade física relevante TAMBÉM, BEM COMO Um aumento qualitativo PARTE DE Uma diminuição qualitativa REVERSO O oposto lógico da intenção do projeto OUTRO QUE Substituição completa Sumário das Palavras-Guia Slide 23 Lista de Desvios para HAZOP de Processos Contínuos PARÂMETRO PALAVRAS-GUIA DESVIO Nenhum Nenhum fluxo Menos Menos fluxo Mais Mais fluxo Reverso Fluxo reverso FLUXO Também Contaminação Mais Mais (ou maior) pressão PRESSÃO Menos Menos (ou menor) pressão Mais Temperatura alta TEMPERATURA Menos Temperatura baixa Slide 24 Lista de Desvios para HAZOP de Processos Contínuos PARÂMETRO PALAVRAS-GUIA DESVIO Mais Viscosidade alta VISCOSIDADE Menos Viscosidade baixa Mais Nível alto NÍVEL Menos Nível baixo Nenhum Nenhuma reação Mais Reação descontrolada Menos Reação incompleta Reverso Reação reversa REAÇÃO Também Reação secundária Slide 25 Exercício: Defina os desvios para o reator Quais desvios deverão ser avaliados ? 1 0 m i n u t o s Slide 26 Fluxo Reverso Nenhum Fluxo - Válvula check dando passagem - Efeito sifão - Operação incorreta - Abertura de vent de emergência - Etc. - Alinhamento indevido - Bloqueio - Figura 8 invertida - Entupimento - Grandevazamento - Falha em equipamento (bomba, válvula) - Erro no isolamento do sistema - Etc. Principais tipos de causas identificadas em um HAZOP Definição das Causas Slide 27 Fluxo Menor Fluxo Maior - Restrição na linha - Filtro bloqueado - Perda de eficiência das bombas - Alinhamento indevido - Etc. - Aumento na capacidade da bomba - Aumento na pressão de sucção - Aumento da densidade do fluido - Vazamento em trocadores de calor - Conexão com outros sistemas - Falha no controle (PLC, válvulas) - Operação indevida (duas bombas operando) - Etc. Principais tipos de causas identificadas em um HAZOP Slide 28 Nível Menor Nível Maior - Entrada obstruída - Saída maior que a entrada - Falha no controle - Falha na medição do nível - Drenagem indevida - Etc. - Saída bloqueada - Entrada maior que a saída - Falha no controle - Falha na medição do nível - Etc. Principais tipos de causas identificadas em um HAZOP Slide 29 Pressão Menor Pressão Maior - Condições de vácuo - Condensação - Vazamentos - Drenagem aberta - Bloqueio de válvulas - Etc. - Conexão (alinhamento) indevida com sistema de alta pressão - Falha das válvulas de alívio de pressão - Falha de projeto (especificação de linhas, vasos instrumentos) - Etc. Principais tipos de causas identificadas em um HAZOP Slide 30 Temperatura Menor Temperatura Maior - Condições ambientais - Redução de pressão - Efeito Joule-Thompson - Perda de aquecimento - Falha no controle - Etc. - Condições ambientais - Falha nos trocadores de calor - Fogo externo - Reação fora de controle (exotérmica) - Falha no controle - Etc. Principais tipos de causas identificadas em um HAZOP Slide 31 Viscosidade Menor Viscosidade Maior - Composição ou uso de material inadequado - Temperatura incorreta - Evaporação do solvente - Etc. - Composição ou uso de material inadequado - Temperatura incorreta - Concentração de sólidos - Etc. Principais tipos de causas identificadas em um HAZOP Slide 32 Contaminação Mudança de Composição - Vazamento em trocadores de calor - Vazamento em válvulas de isolação - Operação incorreta (alinhamento inadequado) - Efeitos de corrosão - Ingresso de ar - Aditivação inadequada - Etc. - Válvulas permitindo passagem - Vazamento em trocadores de calor - Mudança de fase - Especificação/alimentação incorreta - Falha no controle de qualidade - Reação intermediária indesejada - Etc. Principais tipos de causas identificadas em um HAZOP Slide 33 Vazamento/Ruptura Corrosão Fadiga Suportação de linhas e equipamentos Especificação de material Vibração Falha Humana (operação/manutenção) Omissão (especificar em cada caso) Delegação (especificar em cada caso) Falha em cumprir procedimento (especificar em cada caso) Operação a velocidade/carga imprópria Remoção/desativação de mecanismo de segurança Utilização inadequada de equipamento Operação/abertura de equipamento sem autorização Outros Tipos de Causas Slide 34 Abertura de válvula de segurança Falha de sensores, processadores, atuadores Variações de processo por contaminação/perda de especificação Falha de gerenciamento Equipe inadequadas / insuficiente Falta de treinamento Falta ou falha de procedimento Adiamento de paradas, testes, manutenções Eventos externos Fatores meteorológicos Choques mecânicos Vandalismo Sabotagem Outros Tipos de Causas Slide 35 Exercício: Defina as causas para o desvio “mais nível” no reator Quais as Causas de Nível Alto ? 1 0 m i n u t o s Slide 36 Efeitos/Conseqüências � Perda de contenção (vazamento de produtos), levando a formação de nuvem tóxica e/ou nuvem inflamável (incêndio/explosão em nuvem) � Contaminação do solo / recursos hídricos � Descontrole operacional (parada parcial e/ou total do sistema analisado) Efeitos locais e para o sistema Slide 37 Definição das consequências a serem consideradas � Segurança dos empregados � Segurança da população circunvizinha � Impactos ambientais � Perda da instalação ou equipamento � Perda de produção � Disponibilidade da instalação Slide 38 �� ��������� ������������ ����������������� �������������� �� ���� � �� Quais as Consequências de Nível Alto ? 1 0 m i n u t o s Slide 39 Fatores Relevantes �“Fatores atenuantes ou agravantes, relacionados tanto com as causas identificadas como com os efeitos relatados, que possam significar aumento ou redução na freqüência e severidade dos cenários em análise”. Slide 40 Fatores Relevantes � Atenuantes: • Existência de um Sistema de Desarme Automático • Procedimentos de Operação Escrito com Treinamento Periódico de Operadores e Auditorias • Sistema Redundante de Sensores com Lógica 2 de 3 • Procedimento de Inspeção Periódica com Intervalos Regulares sendo Rigorosamente Cumprido • Área com Presença Reduzida de Pessoas • Válvula de Segurança Testada Periodicamente • Bloqueio Automático por Baixa Pressão no Sistema Slide 41 Fatores Relevantes � Agravantes: • Corrosão Aparente • Pendências de Manutenção para Relatórios de Inspeção • Número de Operações Manuais Excessivo • Inexistência de Sistemas de Detecção • Piso da Unidade Não Pavimentado • Drenagem Ineficiente • Operadores Não Treinados para a Atividade Slide 42 Sequência de Análise – 2ª Etapa Determinação da Frequência de Cada Cenário Elaboração das Medidas Mitigadoras Determinação da Severidade de Cada Cenário Determinação do Risco de Cada Cenário Slide 43 Critérios de Aceitabilidade de Riscos F R E Q U Ê N C I A Matriz de Aceitabilidade Projeto APPOLO 2 FREQUENTE PROVÁVEL OCASIONAL REMOTO IMPROVÁVEL ��������� ��� ���� ��������� ��������������� ��� ���� ��������� ��������������� ��� ���� ��������� ��������������� ��� ���� ��������� ������ ����� ������ ������ ������ � ���������������������������� ������������������������������������ ������������������������������������ �������������������� BAIXA Análise Global Analisar medidas para reduzir o risco de ocorrências comuns a vários pontos da planta MODERADA Análise Global Analisar medidas para reduzir o risco de ocorrências comuns a vários pontos da planta Aceito CRÍTICA Não Aceito Confirmar o Risco 1. Após Medidas da APP 2. Após A.Vulnerabilidade Se permanece recomendar: 3. Análise Q. de Riscos Aceito Se aplicável, vazamentos de substâncias inflamáveis ou tóxicas, realizar análise de vulnerabilidade para confirmar que a severidade não é Catastrófica. S E V E R I D A D E CATASTRÓFICA Análise Prévia Confirmar o risco: 1. Após Medidas da APP 2. Após A. Vulnerabilidade Se permanecer: O Cenário só poderá ser aceito se previamente demonstrado por uma Análise Quantificada de Risco Confirmar o Risco 1. Após Medidas da APP 2. Após A.Vulnerabilidade Se permanece recomendar: 3. Análise Q. de Riscos OBS.: � Nos cenários relacionados com vazamentos de substâncias Inflamáveis e/ou Tóxicas a classificação Crítica ou Catastrófica deve ser feita estimando-se, após uma Análise de Vulnerabilidade, o número de fatalidades decorrentes do cenário. � A Análise Quantificada de Riscos AQR abordará os Riscos Sociais da área de ocorrência do cenário utilizando a Curva F-N padrão do APPOLO 2. Slide 44 Ações/Questões/Recomendações � Destacar ações que precisam ser tomadas para mitigar/evitar a ocorrência do desvio identificado � Registrar questões ou informações que precisam ser mais detalhadas ou necessitam de discussão em outros fóruns � Registrar as recomendações, observações, premissas pertinentes ao cenário analisadoSlide 45 HAZOP - Contínuo x Batelada DIFERENÇAS: � Dados necessários � Duração de estudo � Procedimento Slide 46 HAZOP - Batelada DADOS NECESSÁRIOS: � Além dos dados requeridos para o HAZOP de um processo contínuo, é necessário obter-se informações detalhadas da seqüência de operações do processo cíclico. Tais informações podem estar na forma de: - Procedimentos operacionais, para uma planta operada manualmente, ou - Fluxograma da seqüência de operações, para uma planta controlada por instrumentos ou computadores. Slide 47 HAZOP - Batelada � PALAVRAS GUIAS ESPECIAIS: - Passo Atrasado - Passo adiantado - Passo omitido - Passo repetido - Parte do passo é omitido - Ação extra é incluída - Ação errada é realizada Slide 48 Formas de Registro de HAZOP � Registro completo � Método mais completo, onde tudo é registrado, ou seja, todos os desvios de cada nó ou linha, independentemente de serem aplicáveis ou não � Para os que não forem aplicáveis ou relevante, coloca-se um N.A. ou “Não relevante” na coluna correspondente � Podem ser divididos em dois tipos: • Desvio a desvio - Neste caso, as causas, consequências, salvaguardas e recomendações são referidas ao desvio • Causa a causa - Neste caso, cada causa de cada desvio é analisada separadamente, ou seja, as consequências, salvaguardas e ações são referidas a cada causa - Variante: grupos de causas de mesmas consequências Slide 49 Formas de Registro de HAZOP � Registro por exceção - Somente os desvios que a Equipe julgar relevantes são registrados - Mesma subdivisão do registro completo � Registro apenas da tabela de recomendações - Mínima documentação possível de um Estudo de HAZOP Slide 50 Reuniões � Suficientemente freqüentes para manter o ímpeto desejado; � Cerca de 3 a 4 horas de duração cada; � Freqüência de pelo menos uma reunião por semana. Slide 51 Estimativa de Tempo para Execução de um HAZOP ESCOPO PREPARAÇÃOa AVALIAÇÃO DOCUMENTAÇÃOb SISTEMA SIMPLES E/OU PEQUENO 8 A 12 HORAS 1 A 3 DIAS 2 A 6 DIAS SISTEMA GRANDE E/OU COMPLEXO 2 A 4 DIAS 1 A 3 SEMANAS 2 A 6 SEMANAS a) Em princípio somente o líder e o secretário, entretanto pode ser necessária a participação de outros nesta fase. b) Líder e secretário apenas. Pode ser menor se o secretário for experiente no uso de software em microcomputadores durante as reuniões de HAZOP Fonte: CCPS/AIChE Slide 52 Composição da Equipe � EFICIÊNCIA - Não deve ser muito grande - (de 4 a 6 membros, incluindo líder) � ABRANGÊNCIA - Suficiente para fornecer os conhecimentos que englobam todas as necessidades do estudo Slide 53 Equipe de HAZOP � A equipe para elaboração dos HAZOPs deverá ser formada por: - Coordenador do Grupo - Engenheiro de Processo - Engenheiro de Projeto - Representante da Operação - Representante da Segurança/Meio Ambiente - Representante de Instrumentação - Representante da Inspeção/Manutenção Slide 54 HAZOP - Preparação para o Estudo � Estabelecer as regras gerais do estudo � Planejar o horário � Identificar os membros da equipe � Organizar a documentação necessária � Assegurar que todos os membros de equipe estejam familiarizados com os principais itens de projeto e da operação da instalação � Conseguir um bom local de reunião � Realizar as reuniões on-line (utilizar computadores e projetores) Slide 55 HAZOP - Documentação � Diagramas P&Is (fluxogramas de engenharia) � Fluxograma de processo e balanço de materiais � Filosofia de projeto e memorial descritivo � Folha de dados de todos os equipamentos � Dados de projeto para instrumentos e válvulas de controle � Especificações e padrões dos materiais das tubulações � Diagrama lógico do sistema de intertravamento � Matrizes de causa e efeito Slide 56 HAZOP - Documentação – cont. � Dados de projeto e setpoints das válvulas de alívio, disco de ruptura, etc. � Unifilar elétrico � Especificações das utilidades (água, ar, etc.) � Desenhos mostrando interfaces e conexões para os equipamentos � Layout da instalação Slide 57 HAZOP – Relatório � Conteúdo do Relatório Final de HAZOP (típico) - Introdução - Descrição do Método de Análise - Objetivo da Análise - Descrição das Unidade Analisada - Lista dos Membros da Equipe, incluindo locais de trabalhos e títulos - Período do Estudo e Recursos Utilizados - Lista das recomendações - Conclusões - Anexos: Planilhas de HAZOP Documentos Utilizados (fluxogramas) Slide 58 HAZOP – Relatório � As recomendações devem ser: - Claras - Concisas - Facilmente interpretadas no futuro - Relevantes para o problema - Passíveis de serem priorizadas - E finalmente... EXECUTADAS!!! Slide 59 A Importância do Líder (ou Facilitador) A qualidade do trabalho de APP ou de HAZOP (principalmente deste último) depende de dois fatores que se complementam: � A qualidade do trabalho do líder � A adequada abrangência do conhecimento dos membros da equipe em relação ao sistema em análise Líder fraco Trabalho ineficiente Equipe fraca Trabalho incorreto Slide 60 Responsabilidades do Líder Monitorar a realização das recomendações Redigir relatório Conduzir as reuniões Planejar o trabalho Coletar a documentação necessária Escolher a metodologia de análise Orientar a escolha dos participantes Responsabilidades do Líder Slide 61 Responsabilidades do Líder � QUESTÕES DE LIDERANÇA - Limitar debates paralelos - Entender bem o que está sendo discutido solicitando explicações do restante do grupo - Cobrar participação e pontualidade dos membros � QUESTÕES DE RELACIONAMENTO DO GRUPO - Monitorar o desempenho de cada membro da equipe durante as discussões - Encorajar e controlar as discussões, sintetizar os resultados, mas, ao mesmo tempo, permanecer neutro na discussão - Buscar ativamente o consenso entre os membros - Não responder as perguntas, mas sim colocá-las para todo o grupo de modo a estimular a discussão Slide 62 Atributos de um Líder Ser eficiente na condução do trabalho Saber prepara e organizar Saber se expressar e sintetizar idéias Ter experiência Saber se comportar na reunião Ser capaz de motivar o grupo Atributos de um Líder