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Ferramentas para Análise de Risco

Roteiro

1. Introdução2. APP – Análise Preliminar de Perigo3. HAZOP – Hazard and Operability Study4. Estudo de Caso – APP e HAZOP5. FMEA – Failure Modes and Effects Analysis6. Estudos de Casos – FMEA7. FTA – Fault Tree Analysis8. A FTA e a FMEA9. Conseqüências e Estimativas de Riscos10. Referências

Introdução

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Introdução

• EIA – Estudo de Impacto Ambiental:√ Efetuado na fase de concepção do projeto√ São consideradas alternativas

• Análise de Risco:√ Necessita de projeto detalhado para quantificar

riscos

Identificação de Perigos

• Ponto de partida dos estudos de risco:√ Varredura da instalação (ou processo)√ Identificação de eventos iniciadores de falhas

operacionais;

• Posteriormente, quantifica-se a probabilidade de ocorrência dos eventos

Técnicas de Identificação de Risco (1)

1) Análise Histórica de Acidentes:√ Levantamento de acidentes ocorridos em

instalações similares

2) Inspeção de Segurança:√ Aplicável apenas em instalações em operação

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3) Lista de Verificação√ Aplicação de seqüência lógica de questões

para avaliação das condições de segurança instalação ou processo

√ Aplicada nas fases: de elaboração, do projeto, da construção, de operação, durante paradas de manutenção

4) Método “E se ... ?” (What – If)√ Identificação de eventos indesejados por

equipes de especialistas√ Análise da variação (incerteza) na saída de

um modelo, de acordo com diferentes fontes de variação na entrada do modelo

√ A atribuição das saídas pode ser qualitativa ou quantitativa

5) Análise Preliminar de Perigos:√ PHA – Preliminary Hazard Analysis√ Visa identificação precoce de situações

indesejadas√ Usada na etapa de planejamento do projeto

6) Análise de Perigo e Operacionalidade:√ HAZOP – Hazard and Operability Study

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7) Tipos de Falhas e Análise de Conseqüências:√ FMEA – Failure Modes and Effects Analysis√ Identificam-se as falhas, relacionando-a com

seus efeitos√ Podem haver vários modos de falha√ Identificam-se os efeitos√ Técnica indutiva√ Ex.:

• Se a falha de uma válvula for vazamento de líquido, um efeito é incêndio

8) Análise de Árvore de Falhas√ FTA – Fault Tree Analysis√ Montagem de diagrama de falhas com bifurcações

sucessivas√ Técnica dedutiva√ Ex.:

• Sistema de água pode falhar por falta de água no reservatório ou por falha no sistema de bombeamento

• Sistema de bombeamento pode falhar em cada uma de suas duas bombas

√ Permite análise quantitativa• Probabilidade de cada evento, taxa de falha de

componentes

√ Determinação de caminho crítico:• Seqüência de eventos com maior probabilidade de

levar ao evento indesejado (evento topo)

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9) Análise de Árvore de Eventos√ ETA – Event Tree Analysis√ Diagrama que descreve a seqüência de eventos

necessária para que ocorra um acidente√ Cada ramificação com apenas duas

possibilidades• Sucesso ou fracasso

10) Análise de Causas e Conseqüências√ Identificação dos fatores que podem causar

acidentes√ Preparação de árvore de eventos√ Detalhamento de evento para determinação de

suas causas básicas (árvore de falhas)√ Determinação de medidas de redução de

eventos acidentais

APP – Análise Preliminar de Perigo

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Objetivos

• Metodologia indutiva estruturada para:√ Identificar perigos potenciais de instalação

(sistema);√ Examinar maneira pelas quais energia ou material

do processo pode ser liberada de forma descontrolada;

√ Levantar causas de cada perigo e seus efeitos sobre pessoas e meio ambiente

√ Avaliação qualitativa dos riscos para priorização√ Sugestão de medidas preventivas e/ou mitigadoras

de riscos

Escopo

• Eventos perigosos cujas causas originam-se da instalação (ou sistema)√ Falhas de componentes ou do sistema√ Erros operacionais e de manutenção

• Resultados são qualitativos√ Não fornecem resultados numéricos

• Aplicação:√ Sistemas em início de desenvolvimento;√ Revisão geral de segurança de sistemas ou

instalações em operação;√ É precursora de outras análises

• Aplicada por equipe multidisciplinar:√ Reuniões de até 3 horas;√ Periodicidade: 2 a 3 vezes por semana

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Informações Necessárias

• Características de toxidade• Características de inflamabilidade• Propriedades físico-químicas

Substâncias

• Descrição dos principais sistemas de proteção e segurança

• Lay-out da instalação• Especificações de equipamentos• Especificações técnicas de projeto• Premissas de projeto

Instalações

• Dados climatológicos• Dados demográficos

Região

Metodologia

• Definição dos objetivos e do escopo da análise;

• Definição das fronteiras do processo (instalação);

• Coleta de informações sobre a região, a instalação e os perigos envolvidos;

• Subdivisão do processo (instalação) em módulos

• Realização da APP:√ Preenchimento da planilha

• Elaboração das estatísticas dos cenários identificados por categorias de risco√ Freqüência e severidade

• Análise dos resultados

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Modelo de Planilha

Freqüência

Severidade

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Matriz de Classificação de Riscos

Estrutura do Relatório

• Descrição dos objetivos e escopo da análise;

• Descrição do sistema, contemplando aspecto de operação, manutenção e possíveis modificações;

• Descrição da metodologia e critérios adotados na análise;

• Apresentação da Análise Preliminar de Riscos:√ Modelos de análise√ Planilhas da APP√ Estatísticas dos cenários de acidentes

• Conclusões gerais com cenários de risco sério ou crítico identificados na APP

• Referências bibliográficas

• Anexos:√ Fluxogramas utilizados na APP

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HAZOP – Hazard and Operability Study

Características

• Exame crítico sistemático de equipamentos ou parte de processos por equipe de especialistas

• Avaliação de potencial de riscos devido à máoperação ou mau funcionamento de itens individuais de equipamentos (Processo)

• Atuação de equipe multidisciplinar:√ Projeto√ Segurança/Meio ambiente√ Manutenção√ Logística

• Ideal para projetos razoavelmente consolidados:√ Projeto estiver bem definido e com

possibilidade de ser alterado sem grandes despesas.

• Recomendado para:√ Análise de projetos antes da implementação √ Melhoria de sistemas já existentes

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• Define as intenções do sistema√ Armazenar√ Transportar

• Define os parâmetros do sistema√ Pressão√ Nível

• Levanta possíveis desvios dos parâmetros√ Maior/menor/nenhuma pressão√ Maior/menor/nenhum nível

• Faz Brainstorm de:√ Causas√ Efeitos

• Meio ambiente• Segurança e saúde• Interrupção de negócios• Perda de patrimônio

• Cria recomendações de melhoria

Metodologia

• Amplo e irrestrito raciocínio lógico para detectar todas as anormalidades concebíveis do processo;

• Busca estruturada de possíveis desvios em variáveis do processo;√ Temperatura, pressão, vazão, etc.

• Busca em diferentes pontos do processo√ Nós-de-estudo

• Perguntas sistemáticas sobre o processo instigadas por lista de palavras-guia.

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Conceitos

• Nós-de-estudo (Study Nodes):√ Pontos do processo localizados através de

fluxogramas;

• Intenção de operação:√ Define os parâmetros de funcionamento normal

do processo√ Ausência de desvios nos nós

• Desvios:√ Afastamento das intenções de operação

• Causas:√ Motivos da ocorrência do desvio:

• Falha do sistema;• Erro humano;• Estado não previsto de operação;• Distúrbios externos

• Conseqüências:√ Resultados decorrentes de desvio de intenção

de operação em determinado nó-de-estudo

• Parâmetros do processo:√ Fatores ou componentes da intenção de

operação• Variáveis físicas (vazão, pressão, temperatura, etc.)• Procedimentos operacionais (operação,

transferência, etc.)

• Palavras-guia (Guide Words):√ Palavras usadas para qualificar os desvios da

intenção de operação• São aplicadas aos parâmetros do processo em cada

nó-de-estudo

√ Questões:• “O que ocorreria se houvesse mais ... ?”

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Diagrama do Método

Planilha de HAZOP

Transbordodo tanque15011-L pelo ladrão 50-GNI-Y1 e envio do efluente paraa ETE.

Falha da HV-15058/55 fechada.

maiornívelTanque 15011-L.

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EFEITOS/PERIGOSCAUSASDESVIOPARÂMETRONÓID

Colocar HV emredundância

As válvulas HV-15058/55 são de modo de falha

normal fechada.

Existe muro de contenção

13,21110101,000,60

RECOMENDAÇÕESMEDIDAS

PREVENTIVAS MEDIDAS de PROTEÇÃO

RTINPPMSSEF

SS: Segurança e saúdeMA: Meio ambiente

P: Danos à propriedadesIN: Interrupção de negócios

RT = SS x F x E + M x F + PP x F + IN x F

Seqüência de Análise – 1ª Etapa

Determinação dos desvios

Evento Iniciador(Causas) Fatores Relevantes

Efeitos

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Palavras–Guia

Substituição completaOutro que, Senão

Oposição lógca de propósito(fluxo)Reverso

Decréscimo qualitativo(parte de concentração)Parte de

Acréscimo qualitativo(também)Também, Bem como

Acréscimo quantitativo(mais pressão)Mais, Maior

Decréscimo quantitativo(menor temperatura)Menos

Negação de propósito(nenhum fluxo)Não, Nenhum

DesvioPalavras-guia

Lista de Desvios para Processos Contínuos

Recomendações

• Marcar sempre um nó-de-estudo na entrada de um grande equipamento e na saída de um equipamento que acumule produtos;

• Fazer perguntas no nó de estudo;

• Buscar falhas no início do sistema

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Seqüência de Análise – 2ª Etapa

Determinação da Freqüência

de cada cenário

Determinação da Severidade

de cada cenário

Determinação doRisco de cada

cenário

Elaboração dasMedidas Mitigadoras

Gravidade

Sanções de órgãosreguladores e/oucontrole. (ameaça de perder licenças).

Atenção da mídianacional e internacional .

Custo de recuperação superior a US$ 1 M.

Atenção da mídianacional/ internacional .

Operações paradaspelos órgãosreguladores e/oude controle.

Efeito ecológico irreversível(mesmotransitório) com mortede fauna/flora.

Evacuação dacomunidade emgrande escala.

Custo de receitabruta perdida maisdespesas de interrupção superior a US$ 5 M.

Dano público.Tempo de remediação superior ou igual a 1 ano.

Fatalidade(s) (=3)

100Tempo de paradasuperior a 20 dias.

Perdas superiores a US$ 10 M.

Necessidade de cooperação de órgãos externos regionais e estaduais de emergência.

PESO Interrupção de Negócios

Danosà propriedadeMeio AmbienteSegurança e Saúde

Risco

Cat

astr

ófic

o

Probabilidades

0,01Virtualmente impossível (uma vez/500 anos)

0,02Praticamente impossível (uma vez/100 anos)

0,05Concebível de ocorrer porémimprovável ( uma vez/30 anos)

0,1Remotamente possível (uma vez/10 anos)

0,3Incomum porém possível (uma vez/ 5 anos)

0,6Bastantepossível (uma vez/2 anos)

1Esperada (uma ou mais vezes/ano)

ValorProbabilidadede ocorrência

0,01Virtualmente sem exposição (menos de 1vez/ano)

0,02Muito raro (anualmente)

0,05Raro (algumas vezes por ano e menos de 12)

0,1Incomum(mensal)

0,3Ocasional (semanal)

0,6Freqüente (diário)

1Contínuo

ValorProbabilidadede exposição ao perigo

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Riscos

• Segurança e Saúde:√ RSS = conseqüência x freqüência x exposição

• Meio Ambiente:√ RMA = conseqüência x freqüência

• Danos à propriedade:√ RP = conseqüência x freqüência

• Interrupção de Negócios:√ RIN = conseqüência x freqüência

√ Conseqüência = perda receita bruta + despesas interrupção

Critérios de Aceitabilidade de Riscos

Freqüente Provável Ocasional Remoto Improvável

Tempo médio entrefalhas (anos) < 1 ano 1 a 100 10

2 a 10

410

4 a 10

6> 10

4

ConfirmaçãoQuantitativa

Análise Prévia

Não aceito

Aceito

Severidade

Catastrófica

AnáliseGlobal

ConfirmaçãoQuantitativa

AnáliseGlobal

Baixa

Moderada

Crítica

Freqüência

Análise Global: medidas para reduzir o risco de ocorrências comuns a vários pontos do sistema

Análise Prévia: se o risco for confirmado, o cenário seráaceito apenas por Análise Quantitativa

Vantagens

• Melhora a qualidade das decisões;• Diminui desperdício de tempo e material;• Reduz dúvidas;• Visualiza o sistema e seu funcionamento;• Integra, conscientiza e motiva a equipe;• Revisa os hábitos e costumes;• Facilita a localização dos objetos;

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Questões, Ações e Recomendações

• Ações para mitigar ou evitar a ocorrência do desvio identificado;

• Registrar questões ou informações que precisam ser mais detalhadas ou que necessitam de discussão em outros fóruns;

• Registrar as recomendações, observações, premissas pertinentes ao cenário analisado

Estudo de Caso – Hazop e APP

Descarregamento de Ácido Sulfúrico

• Investigação de segmentos do processo;

• Identificação de possíveis desvios das condições normais;

• Verificação de causas responsáveis e conseqüências;

• Consultado pessoal com experiência técnica e de campo.

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Diagrama Esquemático

Nós de Referência, Palavras-Guia e Desvios

Sim VazãoSimVazão4

Pressão altaMaisPressão3

Menos vazãoMenosVazão2

Sim VazãoSimVazão1

DesvioPalavra-guiaParâmetroNó

Causa Geradora de Eventos – Nó 1

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Planilha APP

FMEA – Failure Modes and Effects Analysis

Características

• Método de análise sistemática para:√ Identificação de todos os modos de falha

conhecidos e potenciais;

√ Identificação das causas e efeitos de cada modo de falha;

√ Priorização dos modos de falha;

√ Identificação de ações corretivas que previnam a ocorrência de falhas

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• Permite:√ Padronização de procedimentos;√ Seleção e priorização de projetos de melhoria;√ Redução do risco operacional de sistemas.

• Em sua essência, a FMEA consiste na determinação de prioridades

Metodologia

• Falhas analisadas quanto a:√ Efeito;√ Gravidade;√ Freqüência de ocorrência;√ Facilidade de detecção.

• O raciocínio é botton-up (“de baixo para cima”)√ Determinação dos modos de falha dos componentes

mais simples, suas causas e a maneira que elas afetam os níveis superiores do sistema.

• Condução por equipe multidisciplinar

• A aplicação deve ser iniciada quando as informações sobre o sistema estiverem disponíveis;

• Elaboração da análise usando:√ Dados históricos:

• Análise de dados similares;

√ Técnicas estatísticas:• Identificação através de inferência estatística;• Modelagem matemática;• Simulações• Estudos de confiabilidade

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Planilha da FMEA

FMEA nº: Preparado por: Identificação item: Data conclusão:

Sistema: Equipe: Dpto . Responsável:

Modo Efeito Causa Ocorrência Gravidade Detecção RPN Gravidade Ocorrência Detecção

(12) (13) (14)(8) (9) (10) (11)

Priorização AçãoRecomendada

Resultados da Ação

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)

Função deProjeto

Potenciais da Falha CaracterísticaCrítica

MétodoDetecção

Perguntas Básicas

De quais maneiras um componente pode falhar?

√ Que tipos de falhas são observadas?

√ Que partes do sistema são afetadas?

√ Quais são os efeitos da falha sobre o sistema?

√ Qual é a importância da falha?

√ Como preveni-la?

Causa-Modo-Efeito

Causas:Eventos que geram(provocam,

induzem, motivam) o modo de falha

Modos de Falha:Eventos que levam associados uma

diminuição (parcial ou total) da função

Efeitos:Formas como os modos de falha afetam

o desempenho do sistema

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Check-List para Montagem de Relatório

Caso tenha sido observada uma falha:

√ Quais foram as condições de uso?

√ Qual o componente que falhou?

√ Qual foi o tempo de uso?

√ Qual foi o tipo de falha?

√ Quais foram as conseqüências para o sistema?

√ Como o sistema operava antes de falhar?

√ Quais foram as ações corretivas tomadas?

Exemplos

Contaminação solo e água

Óleo arrastado para esgoto durante lavagem

Óleo de corte desperdiçado

Utilização de recursos naturais

Procedimentos para uso de ar condicionado

Consumo de energia elétrica

Água não aqueceOxidaçãoFratura da resistência elétrica de chuveiro

EfeitoCausaModo de Falha

Prioridade de Falha – Componentes

• Índice de Ocorrência:√ Estimativa das probabilidades combinadas de uma

causa de falha e de ela resultar em falha no processo;

• Índice de Gravidade:

√ Estimativa da severidade do efeito da falha sobre o processo, assumindo que ela ocorra

• Índice de Detecção:√ Estimativa da probabilidade de a falha ser detectada

antes de ela resultar em falha no processo.

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Índice de Ocorrência

• Na dúvida entre dois valores, escolha o maior;• No caso de impasse entre membros da equipe,

trabalhe com a média

ÍndiceProbabilidadede Ocorrência

Critério

1 Quase nunca Falha improvável . Nenhuma ocorrência histórica

2 Mínima Muito poucas falhas podem ocorrer

3 Falhas ocorrem raramente Poucas falhas podem ocorrer

4 Baixa

5 Falhas ocasionais

6 Moderada

7 Falhas ocorrem freqüentemente

8 Alta

9 Muito alta

10 Quase certa

Ocasional, algumas falhas podem ocorrer

Alto número de falhas ocorrem com freqüência

Inevitável, certamente ocorrerá a falha.Falhas historicamente quase certas

Índice de Gravidade



Índice Efeito Conceito

1 NenhumFala de menor importânciaQuase não são percebidos os efeitos sobre o sistema

2 Mínimo

3 Muito pequeno

4 Pequeno

5 Moderado

6 Significativo

7 Grande

8 Extremo

9 Sério

10 Catastrófico

Degradação progressiva do sistemaUsuário perceberá falha e ficará insatisfeito

Sistema grandemente afetadoUsuário perceberá falha e ficará muito insatisfeito com ela

Problemas são catastróficos, podendo ocasionar danos a bens ou pessoasUsuário muito insatisfeito

Surgimento gradual de ineficiência, com redução de desempenho do sistemaPequeno incomodo ao usuário

Índice de Detecção



Índice Detecção Conceito

1 Quase certa Controles atuais detectam falha quase sempre

2 Muito alta

3 Alta4 Moderadamente alta

5 Média

6 Baixa

7 Muito baixa

8 Mínima

9 Rara Muito pequena probabilidade de detecçãoNão há nenhum tipo de controle ou inspeção

10 Quase impossívelMuito remota a probabilidade de detecçãoA falha não pode ser detectada

Média chance de detecção

Chance muito baixa de detecçãoNível de controle muito baixo

Grandes chances de detecção

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RPN – Risk Priority Number

• RPN = ocorrência x gravidade x detecção

• Falhas devem ser analisadas sempre que RPN > 50;

• Lógica do ponto de corte:√ Deseja-se atuar sobre das falhas apontadas√ Valor máximo de RPN é 1.000;√ 95% de 1.000 é 950

FMEA – FluxogramaIdentificar funções

Identificar modos de falha

Identificar efeitos dos modos de falha

Determinar severidade

Identificar possíveis causas

Determinar ocorrência

Determinar detecção Calcular RPNIdentificar controles

Ações para redução riscos

Identificar causa principal

FMEA – Procedimento de Elaboração

• Selecionar a equipe

• Definir itens do sistema, considerando:√ Componentes menos conhecidos pela equipe√ Componentes que apresentam mais falhas√ Componentes mais críticos (falha trará maior

repercussão sobre o sistema√ Estabeleça para cada componente sua função e

respectivas metas de desempenho

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• Preparação prévia e coleta de dados:√ Reunir todas as informações possíveis sobre o sistema√ Determine procedimentos para documentação dos

trabalhos• Análise preliminar dos itens considerados:

√ Compilação das falhas já conhecidas√ Estudar fluxogramas do sistema e diagramas

funcionais de equipamentos√ Determine elemnetos ou condições de uso e operação

que não serão consideradas• Desrespeito às instruções fabricante, funcionamento em

condições inadequadas√ Examine a repercussão das falhas do item com relação

à suas metas de desempenho

• Identificação dos modos de falha e seus efeitos:√ Elaborar diagramas de Ishikawa reunindo possíveis

agrupamentos de falhas;√ Identificar os efeitos correspondentes a cada falha;√ Estude os diagramas funcionais:

• Que tipos de falhas ocorreram?• Que tipos de falhas podem ocorrer?• Qual é o efeito de cada falha?

√ Verifique a consistência dos resultados:• Repetições, imprecisões, incoerências

• Identificação das causas das falhas:√ Analise as causas mais prováveis com base em:

• Dados levantados;• Experiência do grupo;• Informações da análise do sistema ou processo;• Testes e simulações• Históricos de manutenção e reparos;

√ Verifique consistência da análise√ Elabore lista preliminar de providências para

detecção das falhas ANTES que aconteçam.

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• Determinação dos Índices de Criticidades√ Determinação do Índice de Ocorrência:

• Históricos de manutenção, dados estatísticos de falhas, dados de fornecedores, dados da literatura

√ Determinar Índice de Gravidade para cada falha:• Examine efeito da falha com relação ao usuário• Verifique o grau de desrespeito às metas de desempenho

√ Determinar o Índice de Detecção:√ Calcule o NPR√ Verifique a consistência dos resultados e se os

mesmos critérios foram seguidos para cada falha.

• Análise das recomendações:√ Elabore as providências (contramedidas) que

devem ser tomadas para evitar cada falha;√ Inicie pelas falhas mais críticas;√ Verifique se as recomendações atuam sobre as

causas das falhas e não sobre seus efeitos√ Os NPR são utilizados principalmente para

priorização das falhas e das ações para bloqueio de suas causas

√ As ações podem servir para:• Redução da probabilidade de ocorrência• Redução da gravidade• Aumento da probabilidade de detecção

• Revisão dos procedimentos:√ Pergunta: O que mais pode acontecer?√ Rever os índices atribuídos a cada falha;√ Ordenar falhas de acordo com o NPR e

verificar se há consenso quanto a essa hierarquização

• Preenchimento das planilhas FMEA• Reflexão sobre o processo

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Importante

• O aumento de controles para melhorar a detecção geralmente é custoso e pouco eficiente;

• Todos os esforços deverão ser orientados preferentemente no sentido de diminuir a ocorrência da falhas (prevenir defeitos)

Preenchimento da Planilha

(1) Indicar a função do item. Itens com diferentes modos de falha são listados separadamente;

(2) Listar todos os modos de falha por item ou função, incluindo aqueles decorrentes de condições especiais de operação:√ Vazamento, fratura, oxidação, curto-circuito,

fissura

Modo Efeito Causa

(1) (2) (3) (4) (5) (6)

Função deProjeto


MétodoDetecção

Modo Efeito Causa

(1) (2) (3) (4) (5)

Função deProjeto


(3) efeitos percebidos por usuários, em nível de sistema, subsistema ou componente:√ Ex.: quebra de componente por fratura, causando

vibração no conjunto√ Alguns efeitos potenciais de falha:

• Instabilidade, aspecto, ruído, operação intermitente

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Modo Efeito Causa Ocorrência

(1) (2) (3) (4) (5) (6)

Função deProjeto


MétodoDetecção

(4) Identificação da raiz do problema. Listar todas as causas/mecanismos de falha percebidos:√ Ex. de causas:

• especificação incorreta de material, sobrecarga, falta de lubrificação, exposição excessiva ao ambiente, etc.

√ Ex. de mecanismos de falha:• fadiga, escoamento, instabilidade elástica, deformação

lenta, etc.

Modo Efeito Causa Ocorrência

(1) (2) (3) (4) (5) (6)

Função deProjeto


MétodoDetecção

(5) Identificar se item é potencialmente crítico (S/N)Itens críticos:√ Afetam a segurança de operação√ Podem comprometer o atendimento às normas

legaisPodem ser: dimensões, ferramentas, processos, etc.

Modo Efeito Causa Ocorrência Gravidade

(8)

Priorização

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)

Função deProjeto


MétodoDetecção

(6) Refere-se às atividades de validação, verificação e prevenção planejadas, para assegurar a robustez do sistema quanto ao mecanismo de falha em questãoCaso não haja método de detecção planejado, ele deve ser sugerido na lista de ações

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Ocorrência Gravidade Detecção RPN Gravidade Ocorrência Detecção

(12) (13) (14)(8) (9) (10) (11)



(6) (7)

MétodoDetecção

(7) Avaliar probabilidade de ocorrência de acordo a escala apresentada;

(8) Avaliar severidade do efeito utilizando escala apresentada;

(9) Estimar habilidade dos controles atuais em detectar modos potenciais de falha. Use escala apresentada.


(12) (13) (14)(8) (9) (10) (11)



(6) (7)

MétodoDetecção

(10) Determinação do índice de risco que permite priorizar as ações de correção e melhoria;

(11) Dirigidas aos itens de maior RPN:√ Alterações que reduzam Gravidade e

Ocorrência√ Ações dirigidas às etapas de verificação que

reduzem a probabilidade de não-detecção do modo de falha


(12) (13) (14)(8) (9) (10) (11)



(6) (7)

MétodoDetecção

(12) a (14):• Antes de efetuar as ações corretivas, estimam-

se os valores futuros de Gravidade, Ocorrência e Detecção

• No caso de nenhuma ação prevista, as colunas permanecem em branco.

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Estudos de Casos – FMEA

Adaptação dos Índices

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• Acrescentado índice de abrangência

• Adotado índice de ocorrência igual a 1 para os impactos ambientais potenciais

Indústria de Plásticos e Borracha

• Produção de:√ Tubos e mangueiras de PVC (200 ton/mês)√ 200 itens diferentes

• Etapas de produção:√ Pesagem e mistura de insumos√ Extrusão e acabamento de atividades

Operação de Extrusão

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Real

Potencial

Considerações

• Atividades da empresa não acarretam riscos ambientais significativos:√ Água utilizada durante processo de fabricação é

tratada e reutilizada;√ Empresa retorna ao fornecedor o óleo

lubrificante utilizado

Empresa Metal Mecânica

• Produção de:√ Pinos para pistão√ 22 itens diferentes

• Etapas de produção:√ Torneamento, centrífuga, tamboreador, furação,

retífica, aplicação de óleo protetor e classificação

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Considerações

• Recomenda-se:√ redução do consumo de energia elétrica e água√ Minimização de refugos√ Implementação de coleta seletiva de

embalagens de matéria-prima, dos componentes desgastados das máquinas e dos. resíduos em geral

FTA – Fault Tree Analysis

Características

• Método dedutivo estruturado com objetivo de:√ Identificar e compreender os modos de falha do

sistema;

√ Assinalar os aspectos mais relevantes do sistema com relação a falha específica;

√ Melhorar a compreensão do sistema;

√ Priorizar ações preventivas e corretivas

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Conceitos

• Evento de topo:√ Falha ou problema particular do sistema√ Estado anormal do sistema

• Árvore de falha:√ Modelo gráfico que mostra o encadeamento dos

diferentes eventos que podem resultar no evento de topo

• Limite de resolução:√ Eventos ou situações básicas cuja análise não se

considera necessária aprofundar

• Causas básicas:√ Conjunto de eventos que constituem o limite da

árvore

• Plano de ação:√ Conjunto de medidas que visam o bloqueio das

causas básicas

Análise Probabilística

• Podem-se combinar informações probabilísticas com a finalidade de estabelecer o grau de criticidade das diferentes falhas do sistema;

• Caso este tipo de informação não esteja disponível, o método é válido para análise qualitativa.

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Metodologia

• Selecionar o evento de topo;

• Coleta de dados

• Definir as interfaces ou fronteiras do sistema;

• Análise detalhada do sistema;

• Montagem preliminar da árvore de falha:√ Seqüência de eventos que podem conduzir ao

evento de topo;√ Eventos que têm uma causa mais básica são

representados por retângulos;√ Os eventos que compõem a seqüência estão

conectados através de portas lógicas (e, ou, etc.)√ A seqüência finaliza nas causas básicas

indicadas em círculos;√ A eliminação da causa básica pressupõe a

eliminação do evento de topo.

• Revisão da árvore de falhas;

• Cálculo da probabilidade do evento de topo;

• Análise de recomendações;

• Reflexão sobre o processo.

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Símbolos de Eventos

Eventos que são saída de portas lógicas.

Eventos associados a falhas básicas.

Eventos não realizados (omitidos).

Conexão com outro símbolo ou evento.

Símbolos de Portas LógicasA

B1 B2

O evento de saída A existe apenas se todosos eventos de entrada ocorrerem (B1 e B2).E

A

B1 B2

O evento de saída A existe apenas se pelo menos um dos eventos de entrada ocorrer (B1 e/ou B2).

OU

Símbolos de Portas Lógicas (2)

A

B1

B2O evento de entrada B1 só conduz ao de saída (A) se o condicional (B2) ocorrer.

Inibição(condicional)

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Exemplo

LÂMPADA NÃO ACENDE

ou

Avaria lâmpadaFalha de corrente

Corte geral de

corrente

Dispositivo internode corte

ou

Seleção do Evento de Topo

• Eventos que:√ Representem uma inadequação a um item de

controle ou meta de desempenho;√ Possam ser medidos;√ Possam ser controlados, mitigados ou

bloqueados√ Possam ter conhecidas suas causas

• Identificação clara do evento de topo:√ Relevância, severidade, freqüência de

ocorrência

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Classificação das Falhas

• 1º Nível:√ Danos graves às pessoas, bens ou meio ambiente;√ Grave empecilho ao desempenho do sistema.

• 2º Nível:√ Danos leves às pessoas, bens ou meio ambiente;√ Diminuição do desempenho do sistema

• 3º Nível:√ Danos muito improváveis às pessoas, bens ou

meio ambiente√ Diminuição pouco perceptível do desempenho de

sistema

Interfaces ou Fronteiras do Sistema

• Identificar os fatores que não serão considerados:√ Falta de energia, transporte inadequado, uso

inadequado por desrespeito à regulações legais, etc.

• Identificar os componentes do sistema que não serão considerados

Montagem da Árvore

• Estudar fluxogramas da instalação (sistema);

• Elaborar diagramas de Ishikawa, relacionando os vários níveis da falha;

• Analisar as FMEAs efetuadas anteriormente para o sistema (ou similares a ele);

• Aprofundar exame das causas de falhas consideradas mais básicas.

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Montagem da Árvore

• Utilizar o menor número possível de ramificações nos níveis mais elevados√ Expandi-las no níveis mais baixos

• Evitar redundâncias:√ Repetição de mesmo eventos com as mesmas

causas

• Verifique se a árvore pode ser simplificada:√ Redução do número de galhos

• Análise da consistência da árvore:√ “Se essa causa básica acontecer, é verdade que

ocorre o evento (efeito) de nível mais alto?”

Probabilidade de Falha do Evento de Topo

• Atribuir probabilidades de falha aos eventos de nível mais básico√ Dados da literatura;√ Análise do histórico de falhas√ Opinião de especialistas

• Calcule a probabilidade de falha do evento de topo, considerando a árvore (eventos e portas lógicas)

Probabilidade – Notação

• Fi: probabilidade de falha do componente i;

• Ri: confiabilidade do componente i;√ Probabilidade de o componente funcionar

• Ri = 1 – Fi

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Ligação em Série

• O sistema funciona quando seus componentes funcionam simultaneamente.√ O sistema falha quando pelo menos um de seus

componentes falhar (ou)

F

F1 F2

F = F1 + F2 – P( falha simultânea ), ou

R = R1 x R2 (se independentes)

F = 1 – R

• A confiabilidade do sistema é menor que a confiabilidade de cada um dos componentes.

Ligação em Paralelo

• O sistema funciona quando pelo menos um de seus componentes funciona.√ O sistema falha quando todos os componentes

falham (e)

F = F1 x F2 (se independentes)

R = 1 – F

• A confiabilidade do sistema é maior que a confiabilidade de cada um dos componentes.

F

F1 F2

FRAGMENTO ATINGE A VISTA ( F )

ou

Operador semEPI ( F1 )

Não operador demasiadopróximo da zona operação ( F2 )

Operador não consegueInterromper operação

( F23 )

Não operadoressem EPI( F22 )

Motivo para entrar na áreade trabalho ( F24 )Máquina em

Operação ( F21)

ou

e

Pessoa entra naárea para buscar

ferramenta( F241)

Pessoa entra naárea para levar

ferramenta(F242)

Pessoa entra naárea por qualquer outra

razão(F243)

F = F1 + F2F2 = F21 x F22 x F23 x F24F24 = F241 + F242 + F243F = F1 + F21 x F22 x F23 x (F241 + F242 + F243)

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Plano de Ação

• Elaborar lista de contramedidas para bloqueio ou mitigação de cada causa (evento de nível mais básico)

• Começar pela seqüência de eventos com maior grau de criticidade (maior probabilidade de falha)

A FTA e a FMEA

Características

• FTA:√ Parte-se do efeito e chega-se à causa√ Raciocínio top-down;√ Análise a partir do nível hierárquico superior até seu

componente mais simples.• FMEA:

√ Ponto problemático enfocado a partir da causa indo em direção ao efeito

√ Raciocínio botton-up;√ Análise a partir do nível mais elementar em direção

às conseqüências nos níveis hierárquicos superiores.

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Comparação entre FTA e FMEA

Definição do Sistema:Diagramas funcionais

Necessidades do usuárioDados técnicos

Análise de Falhas

FMEA:Análise de baixo

para cima(botton-up)

FTA:Decomposição decima para baixo

(top-down)

Objetivo

• FTA:√ Identificação das causas primárias das falhas;√ Elaboração de relação lógica entre falhas primárias e

falha final;√ Análise da confiabilidade do sistema.

• FMEA:√ Identificação das falhas críticas em cada

componente, suas causas e conseqüências√ Hierarquização das falhas;√ Análise da confiabilidade do sistema

Procedimento

• FTA:√ Identificação da falha que é detectada pelo usuário;√ Relacionamento dessa falha com falhas

intermediárias e eventos mais básicos por meio de símbolos lógicos.

• FMEA:√ Análise das falhas em potencial de todos os

elementos do sistema e previsão das conseqüências;√ Relação de ações corretivas (ou preventivas) a serem

tomadas;

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Característica Básica

• FTA:√ Melhor método para análise individual de uma falha

específica;√ Enfoque é dado à falha final do sistema.

• FMEA:√ Pode ser utilizado na análise de falhas simultâneas

ou correlacionadas;√ Todos os componentes do sistema são passíveis de

análise;

Conseqüências e Estimativas de Riscos

Análise das Conseqüências

• Simulação de acidentes que permite estimar a extensão e a magnitude das conseqüências√ Modelos específicos para determinado cenário

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Um Roteiro para Análise

• Liberação de Substância Química:√ Saber a fase

• Líquida, gasosa, mistura líquido e gás√ Estimar quantidade liberada√ Determinar comportamento da substância após a

liberação• Vazamento líquido volátil, vazamento líquido pouco

volátil, inflamável, expansivo, etc.√ Verificar forma de dispersão:

• Nuvem densa, subida de pluma√ Verificar possibilidade de incêncio ou explosão√ Determinar efeitos agudos e crônicos de liberações

tóxicas

Intensidade da Conseqüência

• Perdas econômicas• Perdas ecológicas• Número esperado de mortes

√ Riscos agudos ou crônicos

• Número adicional de casos de câncer√ Risco crônico

Risco Social

• Quantidade anual de perdas de vidas humanas associada à determinada atividade√ Nº de mortes por acidente x nº anual acidentes

• Em geral é da ordem de 10-4 a 10-7

√ 10-4 è 1 morte a cada 10.000 anos√ 10-7 è 1 morte a cada milhão de anos

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Risco Individual

• Razão entre risco social e número de habitantes da região em estudo√ Risco individual: =10-5

√ Risco social: entre 10-3 e 10-6

Riscos – Reino Unido

Atividade Risco Individual (ano-1) Fumar (20 cig/dia) 5.0x10-3 Beber (gar.vinho/dia) 7.5x10-5 Jogar futebol 4.0x10-5 Corrida de carros 1.2x10-3 Leucemia 8.0x10-5 Meteoros 6.0x10-11 Transporte químicos 2.0x10-8

Riscos de Morte em 12 meses

10.000.000Ser atingido por um raio

500.000Acidentes ferroviários

100.000Homic ídio

26.000Acidentes domésticos

8.000Acidentes de trânsito

5.000Gripe

850Causas naturais

200Fumar 10 cigarros/dia

Uma chance emEvento

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Características da Percepção de Riscos

• É relevante a maneira como diferentes pessoas encaram e se comportam diante de situações de risco

• Maior importância atribuída às conseqüências possíveis de um evento do que à probabilidade de ocorrência√ 10-6 com 100 mortes é mais perigoso que 10-4

com 1 morte√ Conceito social do risco não é igual ao técnico

• Preferência intuitiva por raciocínio determinístico. A percepção de probabilidades é influenciada por:√ Experiência pessoal√ Tendência de evitar dissonância cognitiva:

• Ignoram-se informações que contradizem percepção pessoal

• Buscam-se informações que reforcem opiniões e convicções

√ Disponibilidade da memória

• Distribuição social dos riscos e benefícios:√ Mais difícil aceitar situações de risco em que os

beneficiários não são os mesmos que a população exposta ao risco

• Circunstâncias qualitativas do risco:√ Familiaridade com a situação de perigo

• Mais difícil aceitar riscos “novos”√ Controle pessoal

• Riscos mais aceitáveis se a pessoa controla situação de perigo

√ Riscos impostos por terceiros√ Credibilidade das instituições de gerenciamento

de riscos

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Referências

Bibliografia Recomendada

• Helman, H. e Andrey, P. R. P. (QFCO)Análise de Falhas: Aplicação dos Métodos de FMEA-FTA

• Aguiar, L. A.Metodologias de Análise de Riscos: APP e Hazop

• Zambrano, T. F. e Martins, M. F. (2007)Utilização do método FMEA para avaliação do risco ambiental. Gestão da Produção, 14, 295 –309.

ferramentas para análise de risco - lupércio f....

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