estudo de caso: aplicaÇÃo da ferramenta hazop em … · check list, análise de modos de falha e...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENAS
Instituto de Ciência e Tecnologia
Campus Avançado de Poços de Caldas – MG
RAFAELA FERFOGLIA IELO
SUELLEN YAÑES DA SILVA
ESTUDO DE CASO: APLICAÇÃO DA FERRAMENTA HAZOP EM SEGURANÇA DE
PROCESSOS – EMPRESA M&G - POÇOS DE CALDAS/MG
Poços de Caldas/ MG
2015
RAFAELA FERFOGLIA IELO
SUELLEN YAÑES DA SILVA
ESTUDO DE CASO: APLICAÇÃO DA FERRAMENTA HAZOP EM SEGURANÇA DE
PROCESSOS – EMPRESA M&G - POÇOS DE CALDAS/MG
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado como parte dos requisitos para
a obtenção do título de Bacharel em
Engenharia de Química pela Universidade
Federal de Alfenas-MG. Sob orientação do
Prof. Dr. Leandro Lodi.
Poços de Caldas /MG
2015
I229e Ielo, Rafaela Ferfoglia .
Estudo de caso: aplicação da ferramenta hazop em segurança de processos –
empresa M&G - Poços de Caldas /MG . /Rafaela Ferfoglia Ielo ; Suellen Yañes
da Silva ;
Orientação de Leandro Lodi . Poços de Caldas: 2015.
38 fls.: il.; 30 cm.
Inclui bibliografias: fls. 35-37
Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) –
Universidade Federal de Alfenas– Campus de Poços de Caldas, MG.
1. Segurança de Processos. 2. Análise de Riscos. 3. HAZOP I. Silva, Suellen Yañes
da . II. Lodi, Leandro (orient.). III. Universidade Federal de Alfenas – Unifal. IV.
Título.
CDD 658.38
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Deus, que nos permitiu que todo este sonho se concretizasse, que
nunca nos desamparou ao longo dessa caminhada, principalmente em todos os momentos de
apreensão e desespero.
Aos nossos pais, que sempre foram o nosso alicerce, sempre nos apoiando de forma
incondicional nos momentos mais difíceis.
Ao nosso orientador, o professor Leandro Lodi por todo o ensinamento, incentivo,
paciência e dedicação em todo o período acadêmico.
A todos os amigos que, mesmo de longe contribuíram com palavras de ânimo, carinho e
com energias positivas para que tudo isso acontecesse. Às amizades construídas em Poços de
Caldas ao longo desses anos de convivência, em especial à nossa grande amiga Verônica, que
realmente esteve presente em todos os momentos, seja nos momentos de máxima alegria
assim como nos momentos mais aflitivos.
Ao Engenheiro Químico Marcos Guerra, da M&G Fibras Brasil Ltda., pela total
disponibilidade e confiança em nos ajudar e fornecer os dados essenciais para que este
trabalho fosse realizado.
RESUMO
A tentativa de minimizar a ocorrência de acidentes operacionais de processos industriais
tornou-se um assunto primordial nas grandes corporações. A segurança de processos tem
como objetivo propor soluções para amenizar tais ocorrências. Há diversas ferramentas
utilizadas em segurança de processos. Entre elas destaca-se o HAZOP, que busca identificar
possíveis causas e consequências de falhas no processo, propondo, se possível, soluções e/ou
melhorias para essas falhas. O presente trabalho tem o intuito de aplicar a ferramenta de
segurança de processos HAZOP, no qual definiu-se como sendo o escopo da análise a caldeira
utilizada para a geração de vapor utilizando o gás natural como combustível na empresa
Mossi & Ghisolfi S.p.A. (M&G). A partir do fluxograma P&ID disponibilizado pela empresa
e de conhecimentos adquiridos através da literatura tornou-se possível o desenvolvimento da
planilha do método de acordo com a norma, contendo a análise de riscos, assim como o plano
de ações com as possíveis soluções para o processo. No decorrer do trabalho, percebeu-se que
não seria necessário propor planos de ações com melhorias visto que o equipamento já está
implantado há anos na empresa e que a mesma possui um rigoroso sistema de controle e
inspeções periódicas que são suficientes para garantir a segurança do processo. No entanto,
este estudo não perde sua validade, pois conforme proposto, o resultado esperado foi
alcançado já que o intuito era aplicar a ferramenta em um ambiente real, garantindo um
aprendizado tanto do método quanto do processo.
Palavras-chaves: Segurança de Processos. HAZOP. Análise de Riscos.
ABSTRACT
The attempt to minimize the occurrence of accidents of industrial processes has become a
major issue in large corporations. The security processes aims to propose solutions to mitigate
such occurrences. There are several tools used in security processes. Among them stands out
the HAZOP in order to identify possible causes and consequences of failures in the process,
proposing, if possible, solutions and / or improvements to these failures. This paper aims to
apply the HAZOP process safety tool, which was defined as the scope of the analysis the
boiler used to generate steam using natural gas as fuel in the company Mossi & Ghisolfi SpA
(M & G). From the flow diagram P & ID provided by the company and knowledge acquired
through literature has become possible the development of spreadsheet method according to
the norm, containing risk analysis, as well as the action plan with possible solutions for the
process. Through the work, it was realized that would not be possible to propose action plans
with seen improvements that the equipment is already in place for years in the company and it
has a strict system of control and periodic inspections which are sufficient to ensure the safety
of process. However, this study does not lose its validity, since as proposed, the expected
outcome has been achieved the intention was to apply the tool in a real environment, ensuring
learning both the method and the process.
Keywords: Process Safety. HAZOP. Risk analysis.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................................... 8
2. OBJETIVO ................................................................................................................................. 9
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................................... 9
3.1 Principais conceitos .............................................................................................................. 13
3.2 Desenvolvimento de um estudo HAZOP .............................................................................. 13
3.2.1 Definição do escopo e objetivos ....................................................................................... 14
3.2.2 Escolha da equipe de estudo ............................................................................................. 14
3.2.3 Organização dos documentos necessários ao estudo ........................................................ 16
3.2.4 Etapas de execução da análise .......................................................................................... 17
3.2.5 Elaboração do relatório com o plano de ação ...................................................................... 18
3.3 Geração de vapor .................................................................................................................. 19
3.3.1 Tipos de caldeiras ................................................................................................................ 20
3.3.2 Acidentes de caldeiras ......................................................................................................... 21
4. MÉTODO ................................................................................................................................. 23
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................................................ 24
6. CONCLUSÃO .......................................................................................................................... 33
REFERÊNCIAS ................................................................................................................................... 35
ANEXO.................................................................................................................................................38
8
1. INTRODUÇÃO
Gerenciar o processo de identificação de riscos requer o auxílio de recursos humanos,
métodos, orçamentos e técnicas a fim de impedir que acidentes possam ocorrer provocando
perturbações ao meio ambiente assim como a saúde dos funcionários e ao bom funcionamento
do empreendimento. A partir disso torna-se imprescindível identificar as possíveis falhas,
idealizar as medidas corretivas, ações capazes de resguardar os riscos, e supervisionar todo o
processo para garantir a eficiência contínua. (LAGE,2006)
No quesito Segurança, Meio Ambiente e Saúde as empresas tem buscado a excelência
na gestão dos mesmos, uma vez que estes se tornaram metas estratégicas a serem alcançadas
garantindo a sustentabilidade dos negócios. (THEOBALD E LIMA, 2007)
Para se obter tal excelência se faz necessário a realização de medidas de gerenciamento
da segurança dos processos produtivos, das quais se destacam a realização de estudos que
permitam identificar os perigos e avaliar os riscos a eles associados, bem como o adequado
gerenciamento destes. (CARDELLA, 2011)
Neste estudo foi proposto o uso da ferramenta de Análise de Risco HAZOP (Hazard
and Operability Study), ou seja, o estudo de perigos e operabilidade. (BANK,1985)
HAZOP é uma técnica qualitativa desenvolvida nos anos 60 pela Industrial Chemical
Industries e, em 1977, a Associação das Indústrias Químicas, através da publicação de um
guia, incentivou sua utilização (LEES, 2005). Tal técnica trabalha em cima do processo total e
questiona sistematicamente cada parte, baseado no uso de palavras-chaves com o intuito de
descobrir como os possíveis desvios do projeto ou operação ocorrem. Tal procedimento deve
ocorrer de forma multidisciplinar e seu êxito está diretamente relacionado à experiência dos
participantes.
Assim como em outras empresas, a M&G objeto deste estudo utiliza tal técnica em suas
atividades, uma vez que o conceito de segurança de processos não deve ser somente um
desdobramento das atividades industriais, e sim, um alicerce para elas (NASCIMENTO,
2012).
A empresa M&G se localiza na cidade de Poços de Caldas. Ela foi fundada na Itália por
Vittorio Ghisolfi a fim de criar embalagens para detergentes e produtos de higiene pessoal.
Nos anos 70 a empresa entrou no segmento da produção de produtos PET. O grupo M&G
9
opera mundialmente com três unidades de negócios: polímeros, embalagens e acetatos.
(M&G, 2014).
Ainda segundo a M&G (2014), suas unidades operam em um sistema verticalizado, a
partir da matéria-prima básica do poliéster, tornou-se um fornecedor diferenciado de resinas
para embalagens PET e de fibras de poliéster para a indústria têxtil. A M&G possui operações
industriais em: São Paulo; Paulínia e Indaiatuba, em Minas Gerais; Poços de Caldas e em
Pernambuco; Cabo e Porto de Suape.
Na empresa M&G, durante a instalação de sua planta, a análise de HAZOP já foi
realizada. No entanto, tal estudo pode ser atualizado sempre que haja necessidade de
pesquisar possíveis causas, consequências e salvaguardas do processo em andamento, visando
assim propor medidas para redução dos riscos quando necessário. (BANK,1985)
Dessa forma, o presente estudo projeto visa averiguar possíveis riscos e problemas
existentes no cenário escolhido da planta M&G Poços de Caldas, gerando um novo HAZOP
para a área analisada, baseado nas normas vigentes.
2. OBJETIVO
Este projeto tem por objetivo realizar um estudo de caso sobre a aplicação da ferramenta
HAZOP em segurança de processos industriais, para que tal propósito fosse alcançado este
estudo teve como alicerce a documentação da empresa M&G/Poços de Caldas, de onde foram
obtidos os dados base para avaliação da aplicação da ferramenta em estudo.
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
A segurança dentro de uma indústria pode apresentar duas categorias distintas:
Segurança de Processos e Segurança Ocupacional. A segurança ocupacional está interligada
com acidentes de trabalhos comuns como quedas, tropeços, atropelamento, dentre outros. Já a
segurança de processos relaciona-se aos acidentes provocados por falhas dos equipamentos de
processo, como quebra ou vazamento de equipamentos que podem provocar explosões,
incêndios ou intoxicações respiratórias (SOUZA, 2013).
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Ainda segundo o mesmo autor, o gerenciamento de segurança de processos conta com
alguns princípios básicos com a finalidade de atingir um bom desempenho na técnica, sendo
eles:
Informações de Segurança de Processos: Gera e atualiza os dados necessários
para a análise de riscos.
Análise de Riscos de Processo: Ação ininterrupta que deve ocorrer em todos os
estágios do processo, aplicando técnicas como: Análise Preliminar de Riscos, What If –
Check list, Análise de Modos de Falha e Efeitos, Análise de Árvore de Falhas, HAZOP.
Procedimentos Operacionais e Práticas Seguras: Capazes de possibilitar uma
clara compreensão dos procedimentos operacionais, assim como o que deve ser feito durante
uma parada seja ela normal ou emergencial. Sugere ações que podem ser tomadas mediante os
procedimentos fora dos limites de segurança predefinidos.
Gerenciamento de Mudanças de Tecnologia: As mudanças só podem ocorrer
após uma qualificada análise de riscos. Esta deve apresentar muitas vantagens e não pode
afetar a economia, os materiais utilizados no processo, nem oferecer risco aos trabalhadores.
Qualidade Assegurada: Devem-se cumprir todas as especificações de
fabricação, transporte e as devidas condições de armazenamento, garantindo menos riscos.
Revisões de Segurança de Pré-partida: Devem- se verificar todos os
equipamentos e mudanças expressivas para certificar que todos os elementos citados
anteriormente foram aplicados apropriadamente, garantindo que as instalações do processo
possam ser iniciadas de maneira segura.
Integridade mecânica: Tem a finalidade de monitorar periodicamente máquinas
ou equipamentos, além de prever e corrigir qualquer dano. Devem-se realizar treinamentos
para todos que exercem métodos de controle de qualidade, modificações e inspeções.
Gerenciamento de mudanças de instalações: Todas as modificações devem ser
gerenciadas por meio de uma análise completa, sendo esta análise posteriormente aprovada
por um grupo especializado.
Treinamento e Desempenho: Instruir todos os funcionários, principalmente os
operários e técnicos, sobre o entendimento de todos os procedimentos. É imprescindível que
todos os funcionários sejam capazes de seguir todas as recomendações.
Comunicação e Investigação de Acidentes e Incidentes: Todo aprendizado
sobre as causas de acidentes, assim como formas de solucioná-los, deve ser divulgadas aos
demais.
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Planejamento e Resposta a Emergências: A empresa deve estar pronta para
qualquer eventual risco que não possa ser controlado e que possa provocar acidentes.
Auditoria: O processo de auditoria deve exercer influência no processo.
Uma das técnicas de identificação e análise de risco é o ciclo PDCA, que é uma
ferramenta de qualidade capaz de gerenciar a tomada de decisões, visando garantir a obtenção
de metas indispensáveis à continuidade da organização. Apesar de ser simples, apresenta um
desenvolvimento eficaz para o planejamento. As iniciais do PDCA vêm do inglês Plan, Do,
Check, Action, e significam (LEONEL, 2008):
Planejamento: Desenvolve os objetivos e metodologias para alcançar os
resultados predeterminados.
Fazer, executar: Realizar as ações propostas na etapa do planejamento.
Checar, verificar: Verificar se os dados coletados na etapa citada anteriormente
estão de acordo com a meta proposta.
Agir: Desenvolver ações para proporcionar melhorias continua no processo.
É fundamental que todos os setores participem dessa prática, bem como utilizar e
empregar as Sete Ferramentas da Qualidade para a promoção de melhores resultados
(VIEIRA, 2012).
Para o estudo de identificação de possíveis riscos é elaborada uma análise numérica em
que os resultados devem ser confrontados com critérios de riscos aceitáveis pela organização.
Com base nesta comparação, é possível verificar a aceitação ou não das disposições
estabelecidas no projeto, facilitando assim a tomada de decisões (CROWL, 2001).
De acordo com a norma BS IEC 61882 (2001), a análise de HAZOP é um levantamento
detalhado feito por uma equipe com os mais diversos profissionais responsáveis pelo
gerenciamento dos perigos e riscos encontrados em um processo industrial. Essa técnica
identifica potenciais desvios da elaboração do projeto, examinando suas possíveis causas e
avaliando suas consequências.
Em complemento a isso, o CETESB (2003) define o HAZOP como a realização de uma
revisão da instalação, com o objetivo de identificar os perigos potenciais e/ou problemas de
operabilidade, através de encontros nos quais uma equipe multidisciplinar discute
metodicamente o projeto da instalação, buscando através de um conjunto de palavras-guias
enfatizar os desvios dos parâmetros estabelecidos para o processo ou para operação em
análise.
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As principais características de análise seguem alguns parâmetros (BS IEC 61882,
2001):
A análise é um processo criativo, feito por meio de uma série de palavras
chaves a fim de avaliar os possíveis desvios da elaboração do projeto, prevendo como e onde
podem acontecer.
A análise é feita sob a orientação de uma equipe de profissionais treinados e
experientes para que haja uma ampla cobertura de todos os cenários envolvidos no processo.
De posse dos possíveis riscos operacionais, deve-se realizar um registro de tais
dados para uma futura avaliação e resolução.
Os profissionais envolvidos nesta análise devem possuir conhecimentos
interdisciplinares e habilidades específicas capazes de contribuir de forma eficaz para tal
estudo.
As soluções dos problemas identificados não são o objetivo principal da análise
HAZOP, mas eles são considerados pelos responsáveis do projeto, que avaliarão se
assumirão esses riscos ou não.
O estudo do HAZOP pode ser feito em conjunto com outras técnicas de análise de risco,
como por exemplo, o FMEA (Análise do Modo e Efeito de Falha), cuja técnica consiste em
analisar sistematicamente as possíveis falhas que venham a ocorrer em todas as etapas de um
processo industrial, assim como o seu efeito analisando o sistema com um todo. O FMEA é
uma ferramenta que investiga as possíveis falhas em uma determinada etapa do processo, de
tal forma que analisa minuciosamente essa provável falha e a sua influência em relação ao
sistema no geral. Já o HAZOP detecta prováveis equívocos durante a realização de um
projeto, levantando suas possíveis causas assim como suas consequências. A análise HAZOP
também pode ser associada a outra ferramenta chamada de árvore de falhas, que objetiva
determinar uma sequência de falhas que podem levar a obtenção de um fenômeno indesejável
(BS IEC 61882, 2001; CARDELLA, 2008).
Mesmo o HAZOP sendo um método amplamente utilizado em diversas plantas
industriais, devem ser considerados alguns aspectos, pois esta técnica, assim como as outras,
também apresenta algumas restrições. O HAZOP por si só não garante que todos os riscos e
problemas de operabilidade sejam verificados. Por isso se faz necessário a sua utilização em
conjunto com outras técnicas relevantes a fim de garantir a máxima segurança possível para o
processo. Deve-se ter em mente que os processos industriais funcionam como um grande
sistema interligado, e assim, é preciso considerar que alterações em partes específicas da
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planta podem implicar eventos inesperados como, por exemplo, um acidente de trabalho ou
até mesmo perda de matéria-prima. Dessa forma, comumente um grave perigo abrange
diversas partes do processo, sendo necessário um estudo mais rigoroso e detalhado sobre os
riscos envolvidos utilizando ferramentas de análise mais específica como a árvore de falhas
ou a árvore de eventos (BS IEC 61882, 2001; CARDELLA, 2008).
O êxito do estudo HAZOP está relacionado diretamente com a experiência, habilidade,
perspicácia e interação entre todos os membros da equipe de estudo. O HAZOP apenas
considera as atividades e operações que estão presentes na representação gráfica da planta do
processo (ANEXO) (BS IEC 61882, 2001; CARDELLA, 2008).
3.1 Principais conceitos
Antes de aplicar um estudo de HAZOP, é necessário compreender alguns conceitos
fundamentais que constituem o desenvolvimento de uma Análise de Riscos, como: Nó de
estudos-de-estudo, Intenção de operação, Desvios, Causas, Consequências, Parâmetros de
processo, e Palavras-guia (BS IEC 61882, 2001; CARDELLA, 2008).
O “Nó de estudo” consiste em um local do processo que pode ser estudado caso desvios
possam acontecer. Este local é especificado nos fluxogramas. “Intenção de operação”
estabelece os parâmetros de desempenho da planta, na falta de desvios. Desvios são
perturbações provocadas no equilíbrio do sistema. Causas são as razões para que os desvios
aconteçam; tais causas podem ser desde falhas do sistema, alterações externas, operações
inesperadas, até erros humanos. Consequências são os efeitos provenientes de um desvio da
intenção de operação em um dado nó de estudo . Os parâmetros de processo são componentes
físicos e procedimentos de operação. E as palavras-guia são palavras fáceis usadas para
classificar os desvios e orientar o grupo de estudo auxiliando-o no levantamento de questões
para aplicar o brainstorming (BS IEC 61882, 2001; CARDELLA, 2008).
3.2 Desenvolvimento de um estudo HAZOP
Para executar um estudo detalhado sobre os perigos e problemas de operabilidade de
uma instalação de processo é necessário seguir um cronograma para que as atividades de
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planejamento prévio sejam desenvolvidas. Sendo assim, o processo de estudo pode ser divido
em algumas etapas como (BS IEC 61882, 2001; CARDELLA, 2008):
Definição do escopo e objetivos do estudo.
Escolha da equipe de estudo.
Organização dos documentos necessários ao estudo.
Etapas de execução da análise.
Elaboração do relatório com o plano de ação.
Tais etapas serão discutidas detalhadamente a seguir.
3.2.1 Definição do escopo e objetivos
O escopo e os objetivos do HAZOP devem ser bem explicitados, da forma mais
transparente possível, delimitando a área de atuação da equipe encarregada pelo estudo,
fazendo com que a equipe não se preocupe com fatores irrelevantes para atingir o objetivo
final do estudo. É preciso definir os locais em que a equipe irá atuar, isto é, estabelecer os
motivos pelos quais está se analisando tal sistema. É possível mencionar alguns dos variados
motivos que levam à implementação de um HAZOP, como: verificar os limites físicos do
sistema, como, por exemplo, onde uma unidade industrial pode ser construída; examinar os
itens e equipamentos de segurança do projeto; aprimorar a segurança de uma planta existente;
examinar se os procedimentos de operação são seguros para o processo; entre outros (BS IEC
61882, 2001; CARDELLA, 2008).
Para determinar os objetivos do estudo, é importante considerar com que finalidade
serão utilizados os resultados do estudo, a fase do ciclo de vida em que o sistema se encontra,
o risco envolvendo bens ou pessoas, problemas de operabilidade que geram efeitos sobre o
produto final e até mesmo padrões de segurança exigidos por órgãos competentes (BS IEC
61882, 2001; CARDELLA, 2008).
3.2.2 Escolha da equipe de estudo
O estudo HAZOP envolve uma equipe multidisciplinar com diversos especialistas que
trabalham em conjunto, de forma a examinar sistematicamente um processo, levantando os
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possíveis riscos e problemas de operabilidade. Esta equipe deve ser composta por
profissionais competentes e com experiência, capazes de levantar ideias e discussões acerca
dos problemas identificados durante o estudo. Geralmente, o líder da equipe deve possuir
experiência em estudos anteriores de HAZOP, coordenando e direcionando de forma mais
eficiente os rumos da análise durante o estudo. Já os demais membros da equipe devem ter
conhecimentos em diversas áreas relacionadas com a implantação do projeto. Relatos na
literatura comprovam que equipes muito grandes desenvolvem o trabalho lentamente. Então
opta-se, geralmente, por grupos menores onde os profissionais estejam aptos a cobrir todas as
áreas de atuação do projeto (BS IEC 61882, 2001; CARDELLA, 2008).
A equipe de estudos em plantas industriais em fase de projeto é composta basicamente
por (BS IEC 61882, 2001; CARDELLA, 2008):
Líder de equipe: deve ser um especialista em estudos HAZOP,
preferencialmente que não seja ligado ao projeto analisado. Sua função é garantir que a
metodologia do HAZOP seja seguida corretamente pela equipe do estudo, preocupando-se em
identificar os riscos e problemas de operação daquela planta, sem obrigatoriamente solucioná-
los.
Chefe do projeto: geralmente é o responsável por se comprometer com os
custos propostos para o orçamento do projeto. Deve ter em mente que, quanto antes forem
descobertos os riscos e problemas operacionais, menores os gastos para solucionar estes
problemas.
Engenheiro de Processos: normalmente é o engenheiro que construiu o
fluxograma do processo.
Engenheiro de Instrumentação e Controle: é o responsável pelos sistemas
automatizados implementados no projeto.
Engenheiro eletricista: é importante para os processos que forneçam energia,
sendo primordial em processos contínuos.
Engenheiro Mecânico: é importante no desenvolvimento e supervisão dos
equipamentos e máquinas necessários à implantação do projeto.
Engenheiro de Segurança: é o responsável pelo desenvolvimento de atividades
seguras, tanto para as pessoas quanto para o local, em relação ao processo.
Chefe de operação: é o responsável pela operação da planta.
Em plantas em funcionamento, além dos profissionais citados anteriormente, é
necessário o auxílio de outros técnicos de operação, como por exemplo, o supervisor-chefe da
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unidade, já que ele é responsável pelo o que ocorre de fato no “chão de fábrica” da planta
durante a sua operação (BS IEC 61882, 2001; CARDELLA, 2008).
3.2.3 Organização dos documentos necessários ao estudo
A organização dos documentos necessários ao estudo está diretamente relacionada à
complexidade e à dimensão do projeto a ser analisado. Esta organização do material
fundamental para o estudo divide-se em quatro etapas (BS IEC 61882, 2001; CARDELLA,
2008):
Coleta dos dados essenciais.
Conversão dos dados para torná-los compatíveis ao estudo.
Planejamento da ordem de estudo.
Planejamento das reuniões fundamentais.
A coleta dos dados baseia-se especificamente nos fluxogramas do processo, na
metodologia operacional, na classificação dos equipamentos, layouts da planta, entre outros.
Tais dados necessitam ser analisados previamente com o intuito de comprovar sua relevância
no estudo (BS IEC 61882, 2001; CARDELLA, 2008).
A conversão dos dados depende do tipo de processo requerido, pois cada operação
apresenta uma preparação característica. Em processos descontínuos, normalmente em
batelada, a organização dos dados é geralmente extensa, em especial por conter operações
manuais. Estes dados são encontrados nas instruções de operação e esquemas de
equipamentos. Já nos processos contínuos, a preparação dos dados é menos extensa se
comparada ao processo descontínuo, visto que neste caso são necessárias apenas as
informações contidas nos fluxogramas de equipamentos e tubulações (FARIA, 2009; CICCO
et al., 2003. CARDELLA, 2008).
O planejamento da ordem de estudo requer um líder de equipe que se encarrega de
idealizar as ações e assuntos a serem discutidos nas reuniões, sendo essas ações expressas
preferencialmente no inicio das reuniões, com a finalidade de certificar-se que todos os itens
da planta sejam estudados. Em processos descontínuos, o planejamento é respaldado na
sequência das operações. Já em processos contínuos, o planejamento baseia-se no fluxograma
do processo e a equipe examina cada nó de estudo (BS IEC 61882, 2001; CARDELLA,
2008).
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Já o planejamento das reuniões tem o objetivo de estimar o tempo essencial de estudo.
Normalmente, cada item, assim como cada procedimento, como um simples “ligar tanque”,
necessita de aproximadamente quinze minutos de estudo ou três horas para cada equipamento,
lembrando que cada equipamento (reator, trocador de calor, coluna de destilação) possui
vários itens a serem analisados. Tal estimativa pode variar uma vez que, em processos novos,
o tempo pode ser superior a três horas. Em processos em que o grupo já tenha um
conhecimento prévio, o tempo estimado pode ser reduzido (BS IEC 61882, 2001;
CARDELLA, 2008).
Posteriormente à suposição do tempo, torna-se possível organizar as reuniões. As
reuniões não podem ser muito extensas, a fim de evitar o desgaste do grupo, sendo
basicamente divididas em quatro sessões semanais de no máximo três horas cada. É
importante ressaltar que reuniões após o término do estudo devem ser realizadas
esporadicamente, de modo que o grupo acompanhe o progresso de suas recomendações (BS
IEC 61882, 2001; CARDELLA, 2008).
3.2.4 Etapas de execução da análise
O HAZOP necessita, primeiramente, que a planta do projeto se divida em nós de
estudos e a análise do processo em palavras-guia. Assim sendo, as etapas têm o intuito de
aplicar a cada parâmetro de processo do nó de estudo uma palavra guia, resultando em
desvios de intenção operacional, proporcionando a capacidade de analisar as causas, assim
como, sugerir soluções ou mitigação para essas causas, por meio de perguntas e respostas. Ao
final de cada ponto averiguado, o grupo segue para o próximo nó de estudo , continuando a
adotar palavras guias aos parâmetros de processo (FARIA, 2003).
Os nós de estudos devem ser estipulados pelo líder da equipe. Apesar dos nós de
estudos serem definidos durante as reuniões, é possível que alterações ocorram no decorrer do
desenvolvimento do estudo. Caso um risco seja detectado por causa de um desvio no
processo, cabe ao líder do grupo esclarecer as razões e o que este risco pode ocasionar. Assim,
os membros da equipe devem entrar em acordo para sugerir as medidas capazes de reduzir ou
extinguir tal risco (CARDELLA, 2008; FARIA, 2003).
Há medidas que podem ser tomadas imediatamente. Porém, nem sempre é possível
encontrar uma solução imediata para um risco específico. Há casos em que precisa-se de
muitas reuniões, sendo as vezes necessário que um especialista seja convidado para participar
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do grupo, pois este apresenta conhecimentos que outros membros desconhecem (FARIA,
2009; CICCO et al., 2003. CARDELLA, 2008).
3.2.5 Elaboração do relatório com o plano de ação
É importante ter conhecimento das anotações dos resultados adquiridos durante o estudo
da planta do projeto. Os desvios devem ser corretamente identificados por meio das palavras
guias, assim como suas causas e possíveis soluções. Mesmo em casos em que o desvio é
considerado irreal para condições diárias do processo, é necessário relatar os motivos pelo
qual tal desvio não pode ocorrer (CARDELLA, 2008).
Deve ser registrada qualquer dificuldade encontrada no decorrer da análise, até mesmo a
falta de conhecimento dos membros da equipe. Qualquer desenvolvimento ou ocorrências que
possam surgir ao longo do estudo, devem ser escritos de maneira correta e clara, para
possibilitar a compreensão das pessoas que não participam do grupo. Não há um membro
específico para executar o registro do estudo, porém, o líder é responsável por verificar todas
as anotações realizadas (CICCO et al., 2003; CARDELLA, 2008).
Durante as reuniões não é possível realizar todas as anotações e assim faz-se o uso de
gravadores. Algumas empresas informatizaram seu sistema de registro. Mas, de modo geral, o
importante é garantir que todo o conteúdo discutido seja conservado, pois na finalização do
relatório uma ação pode ser substituída pela outra ou ser adicionada, principalmente quando a
planta pode sofrer alterações (FARIA, 2009).
Os registros ficam contidos em uma planilha que apresenta os seguintes itens: os
parâmetros, as palavras guias, os desvios, as possíveis causas, as consequências, salva guarda
se necessário, comentários, ações requeridas e o responsável. A Figura 1, representa tais
itens citados (BS IEC 61882, 2001).
Figura 1 – Planilha modificada conforme a norma HAZOP, baseado em BS IEC 61882.
Fonte: BS IEC 61882, 2001
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3.3 Geração de vapor
Geradores de vapor são popularmente conhecidos como caldeiras, podendo ser definido
basicamente como um trocador de calor complexo capaz de gerar vapor de água com pressões
superiores à pressão atmosférica, através da energia proveniente de um combustível e de um
comburente, que é normalmente o ar. Este equipamento apresenta inúmeras aplicações nos
diversos segmentos sejam eles industriais ou até mesmo na geração de energia elétrica,
usualmente conhecidas como centrais termelétricas. Deste modo, as indústrias que precisam
de vapor para o seu funcionamento certamente possuem uma caldeira, provavelmente para
geração de vapor de água, visto que a água apresenta um baixo valor agregado e é de fácil
aquisição por ser um composto abundante (BAZZO,1995; LEITE, 2008).
Os geradores de vapor são formados por uma junção de diversos componentes de modo
a um equipamento completo. Sendo assim, alguns componentes são constituírem
tradicionalmente encontrados em uma caldeira, tais como (NOGUEIRA, 2005):
Cinzeiro: local onde as cinzas ou os restos de combustíveis que não completaram a
combustão serão depositados.
Fornalha: lugar onde começa o processo de queima dos combustíveis.
Câmara de combustão: recipiente onde todo o combustível deve ser consumido antes dos
produtos da combustão alcançarem o feixe de tubos. Muitas vezes a câmara de
combustão faz parte da fornalha ou, às vezes ambas podem ser separadas completamente.
Tubos Evaporadores: são tubos fechados e pressurizados preenchidos com água que, ao
entrarem em contato com calor, converte-se em vapor.
Superaquecedor: eleva a temperatura do vapor saturado produzido na caldeira.
Economizador: local em que a temperatura da água na alimentação é elevada, onde o
calor sensível dos gases residuais da combustão é aproveitado.
Pré-aquecedor de ar: responsável pelo aquecimento do ar de combustão que será inserido
na fornalha, utilizando o calor sensível dos gases da combustão.
Canais de gases: são tubos de alvenaria ou de chapas de aço, onde os gases de combustão
circulam até a chaminé.
Chaminé: é o componente responsável pela expulsão dos gases de combustão para o
ambiente com determinadas altura e velocidade, garantindo uma eficaz circulação dos
gases quentes através do sistema.
20
3.3.1 Tipos de caldeiras
Há atualmente dois tipos básicos de caldeiras, que são: as aquatubulares e
flamotubulares, sendo as aquatubulares objeto deste estudo estas serão explicadas mais
detalhadamente.
As aquatubulares são basicamente caldeiras cuja produção do vapor ocorre no interior
dos tubos, sendo normalmente dois ou mais tubos cilíndricos conhecidos como tubulão
inferior e tubulão superior, sendo que os gases circulam externamente a esses tubos. O
tubulão inferior é responsável pela circulação de água na caldeira e pela decantação dos
sólidos provenientes da água. Esta água que sai é transportada para o tratamento de água. Já o
tubulão superior tem o objetivo de separar a água do vapor, ambos saturados, sendo
necessária a presença de instrumentos de controle e segurança. A tubulação pode ser curvada
ou reta, cada qual de acordo com o seu objetivo que é garantir maior eficiência na circulação
de água. Tubos retos apresentam maior facilidade de limpeza. Já os tubos curvados são mais
complexos, porém proporcionam às câmaras de combustão o seu isolamento por completo
através de paredes de água (BAZZO,1995; LEITE, 2008).
Por serem mais complexas, as caldeiras aquatubulares possuem maior rendimento,
maior produção de vapor, maior superfície de aquecimento e melhor adaptação aos diversos
tipos de combustíveis. Porém são necessárias grandes áreas para sua implantação, maior
exigência em relação à qualidade da água e aos instrumentos de controle, além de possuírem
uma montagem difícil e elevado custo de aquisição e manutenção (NOGUEIRA, 2005).
As flamotubulares são opostas ao modo de produção das aquatubulares, visto que neste
caso internamente circula-se os gases proporcionando a vaporização da água externamente.
Podem ser encontradas de duas maneiras: verticais e horizontais (LEITE, 2008; NOGUEIRA,
2005).
Nas verticais a tubulação é disposta verticalmente em uma estrutura cilíndrica vedada
por placas, conhecidas como espelhos. Na parte interna do espelho se localiza a fornalha
interna, já a fornalha externa tem como intuito aproveitar a queima de combustíveis de pobre
poder calorífico. Assim, os tubos tem a capacidade de subir os gases, aquecendo-os e fazendo
com que a água ao seu redor seja vaporizada (LEITE, 2008; NOGUEIRA, 2005).
As horizontais apresentam diversos modelos, com grandes volumes de água até as mais
compactas. São basicamente constituídas por tubulões internos onde há a combustão dos
gases e que por eles que os gases quentes se transportam, podem conter mais de um tubulão
por fornalha (LEITE, 2008; NOGUEIRA, 2005).
21
As caldeiras flamotubulares são aplicadas a baixas produções de vapor, apresentando
um baixo rendimento térmico, sendo excelente para pequenas instalações e de fácil construção
(LEITE, 2008; NOGUEIRA, 2005).
3.3.2 Acidentes de caldeiras
No inicio do processo industrial, acidentes de caldeiras eram muito frequentes, devido
principalmente falta de informações sobre como evitar explosões e alguns riscos aos
operários. Em 1970, o Brasil atingiu o primeiro lugar no mundo em número de acidentes, fato
este que se modificou ao decorrer dos anos, com o aprimoramento do controle e segurança
das indústrias, assim como a criação da Norma Regulamentadora (NR13), a qual estipula os
métodos de gestão das caldeiras, vasos de pressão e toda a tubulação, garantindo assim maior
segurança aos funcionários, à indústria e à sociedade. (PALMIERI et al, 2011).
Conforme o mesmo autor, os acidentes de caldeiras são conhecidos por se tratar de
explosões capazes de provocar muitas vítimas, pois qualquer descuido pode ser fundamental
para que o acidente aconteça. Assim é de extrema importância que os funcionários sejam
devidamente treinados, que sejam feitas periódicas manutenções e que a indústria possua
instrumentos de controle.
Um dos casos mais recentes ocorreu em uma indústria de alimentos na cidade Sousa, no
sertão da Paraíba, no dia seis de julho de 2015. O acidente provocou ferimentos em treze
pessoas, além de duas mortes. Ainda sem o laudo oficial dos peritos, algumas possíveis
causas são levantadas, como, a falha em uma válvula de segurança, e até mesmo a qualidade
da água que pode não estar devidamente tratada (G1, 2015).
Outro caso internacionalmente famoso é o da explosão da caldeira da Exxon Mobil, em
Singapura em 2000. Uma caldeira aquatubular operava com combustível GLP. Porém, os
operários receberam uma ordem de ascender os queimadores com diesel. A primeira tentativa
em dar a partida com o diesel não obteve sucesso e ao tentarem novamente, a caldeira apagou.
Sem obter sucesso com o diesel, os operadores resolveram acender a caldeira como de
costume com o GLP. Ao realizarem tal tentativa, houve uma intensa explosão no interior da
caldeira, resultando em duas mortes e três funcionários com 50% de queimaduras pelo corpo.
Conforme as Figuras 2 e 3, é possível visualizar o antes e o depois do acidente descrito acima
(MEIRA, 2013).
22
Figura 2- Caldeira da Exxon Mobil antes da explosão.
Fonte: MEIRA, 2013.
Figura 3- Caldeira da Exxon Mobil após a explosão.
Fonte: MEIRA, 2013.
23
4. MÉTODO
A metodologia de análise utilizada no presente trabalho foi um estudo de caso de um
processo real envolvendo o funcionamento de uma caldeira, utilizando um P&ID como base
para que seja elaborado um HAZOP. Primeiramente, a partir do P&ID, foi construído um
diagrama de blocos, conforme a Figura 4, contendo as entradas e as saídas na caldeira, a fim
de facilitar a visualização dos principais Nós de estudos analisados.
Figura 4- Diagrama de blocos da caldeira.
Fonte: Próprio autor
A Figura 4 mostra as alimentações da caldeira de modo genérico, contendo a entrada de
combustível, a água abrandada, o ar de combustão e a chama piloto. Neste caso, o
combustível utilizado é o gás natural e a água passa por um tratamento de dureza e por isso
recebe o nome de água abrandada.
A partir do diagrama de blocos, conceitos adquiridos através da literatura e informações
adicionais de professores com experiência na área de caldeira, tornou-se possível o
desenvolvimento da ferramenta HAZOP, que será abordada no item Resultados e Discussões
a seguir.
24
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
A partir do estudo de caso proposto, desenvolveu-se o estudo sobre a técnica da
ferramenta HAZOP baseado em um processo industrial já existente. A caldeira, por ser
comum às indústrias de modo geral, já que grande parte das indústrias necessita de geração de
vapor para produzir a energia necessária para o funcionamento da fábrica, foi o cenário
escolhido.
O desenvolvimento da planilha do HAZOP seguiu as normas da BS IEC 61882, sendo
uma ferramenta padrão de aplicação. Porém, é comum cada empresa adotar sua própria
planilha com seus conceitos quanto à linguagem da mesma. Mas de qualquer modo, a
apresentação dos parâmetros e análises destes quanto aos seus riscos, causas, consequências e
barreiras de proteção, são de extrema importância.
As planilhas elaboradas para este estudo de caso encontram-se a seguir, visto que cada
uma representa um nó de estudo. Os nós de estudos estão representados como:
Nó de estudo 1 - Água Abrandada na Alimentação;
Nó de estudo 2- Caldeira Aquatubular;
Nó de estudo 3- Ar de Combustão; e
Nó de estudo 4- Gás Natural;
O Nó de estudo 1, analisou-se a sua dureza, o nível do reservatório e a temperatura,
apresentado na Planilha 1 . Este Nó de estudo refere-se à água que alimenta a caldeira e que
se localiza no reservatório. Neste caso, a água entra e sai na forma de vapor saturado. É de
extrema importância que a água seja devidamente tratada antes de entrar em qualquer
caldeira, como a eliminação de sais, apresentar pH equilibrado e não conter materiais
orgânicos, além de estar isenta de oxigênio e outros gases dissolvidos, evitando assim que
futuros problemas possam vir a ocorrer (NOGUEIRA et al., 2005; ASSUNÇÃO et al., 2008).
Na Planilha 2, referente ao Nó de estudo 2 observou-se a pressão e uma possível
reação em seu interior, esta se refere a caldeira propriamente dita. Neste caso, o tipo de
caldeira é a aquatubular, sendo que neste estudo serão abordados apenas os tubos e não a
fornalha. O controle interno da mesma deve ser realizado criteriosamente, com as inspeções
pré-estabelecidas pelo fabricante, assim como manutenções e a automatização dos
instrumentos de controle do processo (OLIVEIRA et al.,2011; NR13).
O Nó de estudo 3 (Planilha 3) e o Nó de estudo 4 (Planilha 4) são respectivamente o
ar de combustão e o gás natural. Ambos são responsáveis pela alimentação da caldeira e
25
devem possuir instrumentos de controle capazes de identificar quaisquer modificações no
sistema, visto que qualquer alteração e/ou descuido podem provocar acidentes e explosões.
A descrição dos códigos utilizados para a confecção das planilhas HAZOP estão
especificadas na Figura 5.
Figura 5 – Descrição dos códigos
Fonte: M&G
26
HAZOP
Identificação do sistema: Caldeira 2
Fluxograma nº: Rev: 0 Data rev:
Subsistema: Nó de estudo 1- Água Abrandada na Alimentação
Responsável: Participantes: Data: 05/10/2015
Nº Parâmetro Palavra
guia
Desvio Possíveis
causas
Consequências Salva
guardas
Comentários Ações
requeridas
Resp.
1 Dureza Alta Alta
dureza
Tratamento
inadequado
acarretando em
concentração alta de
sais.
Incrustação,
reduzindo a
produção de vapor e
eficiência térmica do
processo.
Barreiras
existentes:
FIC 0741,
LIC 0739
Reduz a
transferência de
calor do aço para a
água, aumentando
a temperatura da
caldeira de forma
excessiva,
ultrapassando os
limites de
resistência,
ocasionando
explosão.
Não se
aplica.
2 Dureza Baixa Baixa
dureza
Não se aplica. Sem riscos de
explosão ou danos à
caldeira.
Não se
aplica.
Não se
aplica.
3 Nível
no
reservatório
Baixo Baixo
nível
Furos nas tubulações
devido a negligência
nos procedimentos de
manutenção;
Falha do operador ao
realizar a leitura
incorreta no
controlador de nível.
Ruptura das paredes
metálicas ou
superaquecimento
das placas metálicas
com risco de
explosão.
Barreiras
existentes:
LT 0739,
LSLL 0977
Caso o nível de
água esteja abaixo
do limite e a
chama não for
apagada, pode
ocasionar uma
deformação na
caldeira.
Não se
aplica.
27
Continuação da planilha referente ao Nó de estudo 1.
4 Nível no
reservatório
Alto Alto nível Leitura inadequada
do controlador de
nível.
Diminuição na
transferência de
calor sensível
ocasionando a
queda da
temperatura na
caldeira.
Barreiras
existentes
: LT
0739,
LSLL
0977
Demora ao
atingir a
temperatura
desejada,
acarretando
em maior
consumo de
energia e
menor
eficiência.
Não se
aplica.
5 Temperatura Alta/ Baixa Temperatura
alta/ baixa
Não se aplica. Não se aplica. Este fato não
visto que a
temperatura da
água já é pré-
determinada.
Não se
aplica.
28
HAZOP
Identificação do sistema: Caldeira 2
Fluxograma nº: Rev: 0 Data rev:
Subsistema: Nó de estudo 2 – Caldeira Aquatubular
Responsável: Participantes: Data: 05/10/2015
Nº Parâmetro Palavra
guia
Desvio Possíveis
causas
Consequências Salva
guardas
Comentários Ações
requeridas
Resp.
1 Pressão
(tubos)
Menos
Menos
pressão
Vazamento
proveniente da
entrada de ar
de combustão e
do gás natural;
Falha no
controlador de
pressão.
Menor rendimento da
produção, gerando
gastos com a
manutenção e atraso
na produção.
Risco de explosão ou
graves acidentes.
Barreiras
existentes:
PT 0965,
PIC 0965,
PR 0965.
Fato decorrente da
falta de
manutenção e
treinamento
operacional
adequado.
Não se aplica.
2 Pressão
(tubos)
Mais Mais
pressão
Falha no
controlador de
pressão
(manômetro);
Excesso de
entrada de ar
de combustão e
gás natural
Idem ao de menos
pressão.
Barreiras
existentes:
PT 0965,
PIC 0965,
PR 0965.
Idem ao de menos
pressão.
Não se aplica.
3 Reação
Também Reação
secundária
Proveniente de
qualquer
impureza/conta
minação
presente nos
componentes
da alimentação.
Incrustação. Os
componentes podem
reagir entre si e
provocar uma explosão
ou acidente, como
também pode haver a
formação de vapor
contaminado.
Não se
aplica
devido à
existência
de laudos
referentes às
matérias-
primas.
Os fornecedores
do combustível já
fornecem laudos
contendo toda a
composição da
matéria-prima.
Não se aplica.
29
HAZOP
Identificação do sistema: Caldeira 2
Fluxograma nº: Rev: 0 Data rev:
Subsistema: Nó de estudo 3 – Ar de combustão
Responsável: Participantes: Data: 05/10/2015
Nº Parâmetro Palavra
guia
Desvio Possíveis
causas
Consequências Salva
guardas
Comentários Ações
requeridas
Resp.
1 Vazão Mais Mais vazão Maior ingestão de
ar, diminuindo a
temperatura e o
comprimento da
chama.
Dependendo , pode
provocar o
apagamento total
da chama.
Menor eficiência
de combustão.
Risco de
acidente/explosão.
Parada obrigatória
para remoção do
excesso de gás.
Barreiras
existentes:
FT 3905 UV,
PSL 3903
UV, FAL
3905,
PAL 3903.
Falha do
controlador de
vazão.
Não se
aplica.
2 Vazão
Menos
Menos
vazão
Menor ingestão de
ar resultante de
vazamentos ou
entupimentos na
tubulação
Combustão
incompleta e
formação de CO2,
fuligem e fumaça.
Risco de
acidente/explosão
devido ao acúmulo
de combustível não
queimado.
Barreiras
existentes:
FT 3905 UV,
PSL 3903
UV, FAL
3905,
PAL 3903.
Falha do
controlador de
vazão.
Não se
aplica.
30
HAZOP
Identificação do sistema: Caldeira 2
Fluxograma nº: Rev: 0 Data rev:
Subsistema: Nó de estudo 4 – Gás natural
Responsável: Participantes: Data: 05/10/2015
Nº Parâmetro Palavra
guia
Desvio Possíveis
causas
Consequências Salva
guardas
Comentários Ações
requeridas
Resp.
1 Fluxo Mais
Mais
fluxo
Ingestão de excesso
de gás na
alimentação,
acarretando no
apagamento da
chama.
Risco de
acidente/explosão
devido ao acúmulo
de gás decorrente
da combustão
incompleta.
Barreiras
existentes:
PSH 3885
UV, BS
3899/3900U
V, PXV 3881
UV, XV
3887 UV.
Falha no controlador de
vazão.
Não se
aplica.
2 Fluxo
Menos Menos
fluxo
Menor ingestão de
gás resultante de
vazamentos ou
entupimentos na
tubulação.
Menor quantidade
de vapor
produzido.
Pode ocorrer
flashback e
apagamento da
chama, com riscos
de acidentes.
Barreiras
existentes:
PSH 3885
UV, BS
3899/3900U
V, PXV 3881
UV, XV
3887 UV
Idem ao de mais fluxo. Não se
aplica.
3 Fluxo Também Fluxo
também
Componentes
indevidos presentes
no combustível.
Possíveis riscos de
acidentes.
O combustível já vem
com laudos dos
fornecedores
certificando sua
composição.
Não se
aplica.
4 Fluxo Nenhum Nenhum
fluxo
Falha nas bombas
de alimentação de
combustível.
Possíveis riscos de
acidentes.
Somente o ar frio
passará pela fornalha,
que aquecerá saindo
pela chaminé e
resfriando a caldeira.
Não se
aplica.
31
Conforme descrito nas Planilhas 1, 2, 3 e 4, a caldeira apresenta constantes riscos de
acidentes, desta forma a análise de riscos é de suma importância para esta instalação no
processo industrial. Por este fato se fez a escolha destes Nó de estudos para serem analisados
por estes se apresentarem como principais meios de propagações de acidentes.
No primeiro Nó de estudo, água abrandada, abordou-se a sua dureza, o nível do
reservatório e a temperatura. A dureza, como relatado, apresenta grandes impactos na
caldeira, visto nos trabalhos realizados por Nogueira et al. (2005), o que torna indispensável o
tratamento da água, conforme estudado por Altafini (2002), que deve ser realizado
corretamente, assim como a realização de análises periódicas para comprovar sua baixa
dureza, uma vez que não há atualmente um instrumento que seja capaz de controlar e relatar a
falha do tratamento da água, sendo constatada apenas por meio de análises laboratoriais.
Foi observado que no nível do reservatório também podem ocorrer acidentes e até
explosões provocadas devido falhas operacionais, segundo Assunção et al. (2008) tanto de
controladores quanto pela falta de manutenção nas tubulações responsáveis pela alimentação
da mesma na caldeira. Assim, as medidas adotadas de modo geral devem ser a inspeções
diárias tanto nas tubulações quanto nos instrumentos de controle. Já o parâmetro temperatura
não apresenta grandes riscos ao sistema (OLIVEIRA et al., 2011).
Na caldeira propriamente dita, apresentada no Nó de estudo 2, foi analisada a pressão e
uma possível reação em seu interior. Foi observado que a oscilação da pressão é um risco a
ser visto com cuidado, já que a falha nos controladores e/ ou vazamento nas tubulações das
entradas dos combustíveis são os principais causadores de acidentes, além de ocasionar baixos
rendimentos de produção (ALTAFINI, 2002; NOGUEIRA et al., 2005).
Em geral, do mesmo modo que no Nó de estudo 1, em relação ao nível do reservatório,
medidas diárias de inspeção da tubulação e instrumentos de controle devem ser realizadas. Já
a reação que pode vir a ocorrer, refere-se a uma inadequada análise dos componentes da
alimentação da caldeira, que, se apresentarem impurezas, essas substâncias impuras podem
reagir entre si ou formarem incrustações no interior da caldeira, podendo resultar em
acidentes. Mas este caso é resguardado pela apresentação de laudos técnicos no ato da compra
(ALTAFINI, 2002; NOGUEIRA et al., 2005).
No ar de combustão, que pode ser visto no Nó de estudo 3, avaliou-se apenas o
parâmetro vazão, com capacidade de provocar menor eficiência de combustão e combustão
incompleta, ambas com risco de acidentes e/ou explosão. No entanto, estão prevenidas pelos
32
controladores de vazão e por inspeções periódicas nas tubulações que podem estar entupidas
ou com vazamentos (NOGUEIRA et al., 2005).
Ainda em acordo com autor já citado, na análise do Nó de estudo 4, gás natural, foi
verificado apenas o parâmetro fluxo, com este sofrendo desvios. Apenas o mais fluxo neste
caso apresenta riscos oriundos de excesso de ingestão capazes de provocar o apagamento da
chama. No entanto este caso está resguardado pelo instrumento de controle de vazão.
De modo geral, os desvios menos, também e nenhum, são importantes relatos de
possíveis desvios, com possibilidade de riscos, porém estes possuem medidas eficientes,
evitando a ocorrência destes fatos.
Pode ser verificado através das análises do HAZOP que por se tratar de um
equipamento com constantes riscos, este já possui, antes da sua construção, medidas
preventivas. Em concordância com Assunção et al. (2008), tais medidas são os instrumentos
de controle que devem ser inseridos em todas as áreas de riscos, assim como o treinamento
adequado dos operadores de caldeira.
Como previsto, não é possível propor melhorias em um equipamento em funcionamento
que, pelo fato de já estar em atividade e possuir muitas salva guardas. Porém, é importante
relatar todos os possíveis riscos que o aparelho pode promover, pois acidentes podem
acontecer por um simples descuido operacional.
33
6. CONCLUSÃO
A segurança de processos é responsável por propor soluções capazes de reduzir e
gerenciar os riscos oriundos de acidentes operacionais, tornando-a um assunto de extrema
relevância para as grandes corporações. No presente trabalho, foi proposto um estudo de caso
aplicando a ferramenta HAZOP em um processo industrial real em operação, a fim de
identificar possíveis causas e consequências de falhas operacionais, bem como sugerir
possíveis melhorias para o processo.
O cenário escolhido foi a caldeira, por ser amplamente utilizada na maioria das
indústrias. O desenvolvimento da planilha do HAZOP neste estudo seguiu as normas da BS
IEC 61882. Vale ressaltar que a maioria das organizações normalmente adota sua própria
planilha do HAZOP. Porém, a planilha apresentada contém os mesmos parâmetros e análises
de extrema relevância referentes aos seus riscos, causas, consequências e barreiras de
proteção. Durante o estudo de caso, tornou-se possível evidenciar a existência de inúmeros
riscos de acidentes que podem ser proporcionados por uma caldeira.
Na análise verificou-se que o nível do reservatório pode ocasionar acidentes devido a
falhas operacionais, tanto de controladores quanto pela falta de manutenção nas tubulações
responsáveis pela alimentação da mesma na caldeira. Na caldeira propriamente dita, se faz
necessária as inspeções programadas da tubulação e os instrumentos de controle.
No ar de combustão, analisando-se o parâmetro vazão, foi observado que controlando
este parâmetro é possível minimizar os riscos de acidentes e em relação ao gás natural, na
análise do fluxo, o mais fluxo e menos fluxo apresentam riscos oriundos de excesso ou falta
de ingestão capazes de provocar o apagamento da chama. No entanto este caso está
resguardado pelo instrumento de controle de vazão.
Lembra-se que a caldeira é resguardada por uma norma NR13, que estabelece ações de
controle e segurança. Como pressuposto, a geração de vapor é um processo onde é necessário
levantar todas as possíveis causas e consequências relacionadas à possíveis riscos de
acidentes, assim como as medidas a serem tomadas, devem ser descritas e apresentadas a
todos os colaboradores da corporação, visto que um simples descuido pode ser fatal.
Sendo assim, este trabalho tornou-se importante para adquirir conhecimentos tanto
sobre uma possível aplicação da ferramenta de segurança de processos HAZOP como de um
sistema de geração de vapor para quaisquer processos industriais que é a caldeira.
34
Por fim, conclui-se que o objetivo principal deste trabalho em adquirir e aprimorar
conhecimentos tanto sobre uma possível aplicação da ferramenta de segurança de processos
HAZOP em um processo real como também conhecer o funcionamento e precaver-se dos
prováveis riscos envolvidos no emprego de um equipamento consolidado há anos no mercado
industrial que é a caldeira, foi alcançado de forma satisfatória, comprovando a efetividade
deste trabalho e contribuindo para a formação e crescimento profissional dos acadêmicos
envolvidos do curso de graduação em Engenharia Química.
35
REFERÊNCIAS
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36
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ANEXO – P&ID Caldeira 2 Combustível Gás Natural M&G