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Relatório Nº: Apostila Análise Risco/2006 Revisão Nº: 2

Módulo 3:

Técnicas de Identificação de Perigos: HAZOP e APP

Preparado para:

Ministério do Meio Ambiente Secretaria de Qualidade Ambiental

Aprovado por: Unidade Organizacional: Luiz Fernando Seixas de Oliveira DNV Principia

Cliente: Atenção a: Ministério do Meio Ambiente - Secretaria de Qualidade Industrial

Marcus Bruno Malaquias Ferreira e Rita Lima de Almeida

Apostila fornecida aos participantes dos cursos de Estudo de Análise de Riscos e Programa de Gerenciamento de Riscos para técnicos do Ministério do Meio Ambiente, IBAMA e OEMAs.

A apostila é constituída de 14 módulos, correspondentes aos módulos de 0 a 13 do Curso. Uma relação com algumas das referências bibliográficas mais relevantes sobre os assuntos abordados nos módulos é apresentada no Módulo 0.

Neste Módulo 3 são apresentadas as principais técnicas de identificação de perigos:

• Análise Preliminar de Perigos (APP) • Análise de Perigos e Operabilidade (HAZOP)

Relatório Nº Grupo de Assunto:

Apostila Análise Risco/2006 Indexing terms

Título Relatório: Palavras chaves: Área de serviço: ISA 1

Setor de Vendas:

Módulo 3: Técnicas de Identificação de Perigos: HAZOP e APP

Curso APP AQR Risco

Trabalho executado por: Flávio Luiz Barros Diniz, Luiz Fernando Seixas de Oliveira, Mariana Bahadian Bardy e Nilda Visco Vieira

Trabalho verificado por:

Cássia Oliveira Cardoso, Felipe Sodré e Tobias Vieira Alvarenga

Data desta edição: Rev. Nº.: Número de páginas: 03/04/2007 0 28

Não distribuir sem a permissão do cliente ou responsável da uinidade organizacional

Livre distribuição dentro da DNV após 3 anos

Estritamente confidencial Distribuição irrestrita

© 2005 Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Esta publicação ou parte dela não podem ser reproduzidas ou transmitidas em qualquer forma ou qualquer meio, incluindo fotocópias ou gravações sem o consentimento por escrito da Det Norske Veritas Ltda.

Módulo 3: Técnicas de Identificação de Perigos: HAZOP e APP – WO 53705093

Apostila Análise Risco/2006 Rev.: 1 Flávio Diniz, Luiz Fernando Oliveira, Mariana Bardy e Nilda Visco

1 INTRODUÇÃO1
2 TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO DE PERIGOS2
3 ANÁLISE DE PERIGOS E OPERABILIDADE (HAZOP)3
3.1 Objetivo3
3.2 Metodologia4
3.2.1 Seleção dos Nós7
3.2.2 Planilha para a realização do HAZOP8
3.2.3 Equipe para a realização do HAZOP14
4 ANÁLISE DE PRELIMINAR DE PERIGOS (APP)17
4.1 Objetivo17

Módulo 3: Técnicas de Identificação de Perigos: HAZOP e APP – WO 53705093

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1 INTRODUÇÃO

Conforme mostrado a seguir, após a definição do sistema, fronteiras, objetivos e a abrangência do estudo, a etapa seguinte é a Identificação dos Perigos.

Neste Módulo 3 são apresentadas as principais técnicas de identificação de perigos:

Análise Preliminar de Perigos (APP) Análise de Perigos e Operabilidade (HAZOP)

Vale a pena ressaltar que independentemente destas técnicas (APP e/ou HAZOP) fazerem parte de uma Análise Quantitativa de Riscos (AQR), estas técnicas podem ser empregadas isoladamente. Isto ocorre muito frequentemente, e desta forma podemos dizer que neste caso tratase de uma análise de riscos de uma forma qualitativa, ou seja, estamos identificando o perigo/desvio, suas causas e suas conseqüências qualitativamente.

Meteorologia, população, propriedadesDados de falhas e de reparo, manutenção

Informações sobre o sistema

Estrutura de uma AQR

Definição do Sistema, Fronteiras, Objetivos e Abrangência do Estudo

Identificação dos Perigos

Avaliação das Frequências

Avaliação das Consequências

Avaliação dos Riscos

Riscos Aceitáveis?

NãoSim

Sugerir medidas mitigadoras de Risco

Reavaliar

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2 TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO DE PERIGOS

A primeira etapa de uma análise de riscos é a identificação dos perigos existentes em uma determinada instalação. Os objetivos principais desta etapa são: identificação dos cenários de acidente a partir de uso de técnicas que sistematizam a busca; e classificação dos cenários permitindo a seleção dos cenários para a uma posterior quantificação.

Existem diversas técnicas (metodologias) utilizadas para a identificação dos perigos. Dentre as mais utilizadas podemos destacar:

Análise Histórica de Acidentes Análise de Perigos e Operacionalidade (HAZOP) Análise Preliminar de perigos (APP) Análise de Modos e Efeitos de Falhas (FMEA) Hazard Identification (HAZID) E, se? (What If?) Hazard Analysis (HAZAN)

A seguir detalharemos as técnicas mais utilizadas nacionalmente e internacionalmente em estudos de análises de riscos: HAZOP e APP.

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3 ANÁLISE DE PERIGOS E OPERABILIDADE (HAZOP) 3.1 Objetivo

A técnica denominada HAZOP – Análise de Perigos e Operabilidade - visa identificar os perigos e os problemas de operabilidade de uma instalação de processo. Esta metodologia é baseada em um procedimento que gera perguntas de maneira estruturada e sistemática através do uso apropriado de um conjunto de palavras-guia.

O principal objetivo de um Estudo de Perigos e Operabilidade (HAZOP) é investigar de forma minuciosa e metódica cada segmento de um processo, visando descobrir todos os possíveis desvios das condições normais de operação, identificando as causas responsáveis por tais desvios e as respectivas conseqüências. Uma vez verificadas as causas e as conseqüencias de cada tipo de desvio, esta metodologia procura propor medidas para eliminar ou controlar o perigo ou para sanar o problema de operabilidade da instalação.

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O HAZOP enfoca tanto os problemas de segurança, buscando identificar os perigos que possam colocar em risco os operadores e os equipamentos da instalação, como também os problemas de operabilidade, que embora não sejam perigosos, podem causar perda de produção ou podem afetar a qualidade do produto ou a eficiência do processo. Portanto, o HAZOP identifica tanto problemas que possam comprometer a segurança da instalação como aqueles que possam causar perda de continuidade operacional da instalação ou perda de especificação do produto.

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3.2 Metodologia

A técnica de HAZOP é essencialmente um procedimento indutivo qualitativo, no qual uma equipe examina um processo, gerando perguntas sobre o mesmo, de maneira sistemática. As perguntas, embora sejam estimuladas por uma lista de palavras-guia, surgem naturalmente através da interação entre os membros da equipe multidisciplinar (especialidades de operação, segurança, manutenção, etc.). Logo, essa técnica de identificação de perigos consiste, fundamentalmente, numa busca estruturada das causas de possíveis desvios em variáveis de processo, ou seja, na temperatura, pressão, vazão ou composição, em diferentes pontos do sistema (denominados nós de estudo ou simplesmente nós), durante a operação do mesmo.

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A busca dos desvios foi feita através da aplicação de uma lista de "palavras-guia" para cada nó do sistema. Esta lista foi preparada “a priori”, de modo a promover um amplo e irrestrito raciocínio lógico, visando detectar todas as anormalidades passíveis de ocorrer no processo.

O procedimento para execução do HAZOP foi sintetizado nos seguintes passos: Error! Objects cannot be created from editing field codes.

Uma vez definido o sistema, o mesmo é dividido em seções (partes do sistema). Alguém do grupo de trabalho faz uma breve explanação sobre a intenção da referida seção para os demais membros do grupo. A partir daí são definidos quais as variáveis de processo (vazão, temperatura, viscosidade, pressão, etc.) que deverão ser analisadas ao longo das reuniões de HAZOP.

A seguir é apresentada as palavras guias mais utilizadas em estudos de HAZOP:

Tabela 1 - Tipos de Desvios Associados com as Palavras-Guia Palavra-Guia Desvios Considerados

NÃO, NENHUM Completa negação das intenções de projeto.

MENOS Diminuição quantitativa de uma propriedade física relevante.

MAIS Aumento quantitativo de uma propriedade física relevante.

TAMBÉM, BEM COMO Um aumento qualitativo.

REVERSO O oposto lógico da intenção de projeto.

OUTRO QUE Substituição completa.

A seguir são apresentados na Tabela 2 uma lista de desvios utilizados em estudos de HAZOP. Tabela 2 - Lista de Desvios para HAZOP

Parâmetro Palavra-Guia Desvio

FLUXO Nenhum Nenhum fluxo

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Menos

Mais

Reverso Também

Menos fluxo

Mais fluxo

Fluxo reverso Contaminação

PRESSÃO Menos

Mais

Pressão baixa Pressão alta

TEMPERATURA Menos

Mais

Temperatura baixa Temperatura alta

NÍVEL Menos

Mais

Nível baixo Nível alto

VISCOSIDADE Menos

Mais

Viscosidade baixa Viscosidade alta

REAÇÃO Nenhum

Menos

Mais

Reverso Também

Nenhuma reação

Reação incompleta

Reação descontrolada

Reação reversa Reação secundária

Um exemplo típico de uma planilha de HAZOP é apresentado na ilustração a seguir. Vale a pena ressaltar que não existe uma única planilha de HAZOP. As colunas podem ser adaptadas dependendo da necessidade da análise.

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Ilustração 1 – Planilha Típica de HAZOP

3.2.2 Seleção dos Nós

Uma etapa fundamental no processo de realização de um HAZOP é a seleção dos pontos do processo onde os desvios serão analisados. Estes pontos, também, conhecidos como nós do HAZOP, determinarão o nível de abrangência do estudo. Uma boa escolha dos nós permitirá a realização de um estudo completo, mas com a otimização dos recursos.

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3.2.3 Planilha para a realização do HAZOP

Para realização do HAZOP, utiliza-se uma planilha como a figura mostrada a seguir. Como mencionado anteriormente não existe uma única planilha de HAZOP (pode ser customizada).

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O cabeçalho desta planilha identifica o subsistema que está sendo analisado, o fluxograma de engenharia usado e o nó escolhido. A coluna 1 fornece o desvio que está sendo considerado. O desvio consiste na combinação do parâmetro com a palavra-guia, por exemplo, "menos fluxo", "mais pressão", etc. Exemplos são mostrados a seguir.

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A segunda coluna lista as causas que podem acarretar o desvio. A seguir é são apresentados

(Tabela 3) exemplos genéricos de causas identificadas em estudos de HAZOP de plantas de processo em geral.

Tabela 3 – Lista de Causas Genéricas

Nenhum Fluxo - Alinhamento indevido - Bloqueio

- Figura 8 invertida

- Entupimento

- Grande vazamento

- Equipamento falho (bomba, válvula)

- Erro na isolação

- Etc.

Fluxo Reverso - Válvula check dando passagem - Efeito sifão

- Operação incorreta

- Abertura de vent de emergência

- Etc.

Fluxo Maior - Aumento na capacidade da bomba - Aumento na pressão de sucção

- Aumento da densidade do fluido

- Vazamento em trocadores de calor

- Conexão com outros sistemas

- Falha no controle (PLC, válvulas)

- Operação indevida (duas bombas operando)

- Etc.

Fluxo Menor - Restrição na linha - Filtro bloqueado

- Perda de eficiência das bombas

- Alinhamento indevido

- Etc.

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Nível Maior - Saída bloqueada - Entrada maior que a saída

- Falha no controle

- Falha na medição do nível

- Etc.

Nível Menor - Entrada obstruída - Saída maior que a entrada

- Falha no controle

- Falha na medição do nível

- Drenagem indevida

- Etc.

Pressão Maior - Problema no sistema anti-surge - Conexão (alinhamento) indevida com sistema de alta pressão

- Falha das válvulas de alívio de pressão

- Falha de projeto (especificação de linhas, vasos instrumentos)

- Etc.

Pressão Menor - Condições de vácuo - Condensação

- Vazamentos

- Drenagem aberta

- Bloqueio de válvulas

- Etc.

Temperatura Maior - Condições ambientais - Falha nos trocadores de calor

- Fogo externo

- Reação fora de controle (exotérmica)

- Falha no controle

- Etc.

Temperatura Menor - Condições ambientais - Redução de pressão

- Efeito Joule-Thompson

- Perda de aquecimento

- Falha no controle

- Etc.

Viscosidade Maior - Composição ou uso de material inadequado - Temperatura incorreta

- Concentração de sólidos

- Etc.

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Apostila Análise Risco/2006 Rev.: 1 Flávio Diniz, Luiz Fernando Oliveira, Mariana Bardy e Nilda Visco

Viscosidade Menor - Composição ou uso de material inadequado - Temperatura incorreta

- Evaporação do solvente

- Etc.

Mudança de Composição - Válvulas permitindo passagem - Vazamento em trocadores de calor

- Mudança de fase

- Especificação/alimentação incorreta

- Falha no controle de qualidade

- Reação intermediária indesejada

- Etc.

Contaminação - Vazamento em trocadores de calor - Vazamento em válvulas de isolação

- Operação incorreta (alinhamento inadequado)

- Efeitos de corrosão

- Ingresso de ar

- Aditivação inadequada

- Etc.

Outras causas típicas:

Vazamento/Ruptura o Corrosão o Fadiga o Suportação de linhas e equipamentos o Especificação de material o Vibração

Falha Humana (operação/manutenção) o Omissão (especificar em cada caso) o Delegação (especificar em cada caso) o Falha em cumprir procedimento (especificar em cada caso) o Operação a velocidade/carga imprópria o Remoção/desativação de mecanismo de segurança o Utilização inadequada de equipamento o Operação/abertura de equipamento sem autorização

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Apostila Análise Risco/2006 Rev.: 1 Flávio Diniz, Luiz Fernando Oliveira, Mariana Bardy e Nilda Visco

Abertura de válvula de segurança o Falha de sensores, processadores, atuadores o Variações de processo por contaminação/perda de especificação

Falha de gerenciamento o Equipe inadequadas / insuficiente o Falta de treinamento o Falta ou falha de procedimento o Adiamento de paradas, testes, manutenções

Eventos externos o Fatores meteorológicos o Choques mecânicos o Vandalismo o Sabotagem

A terceira coluna relata os possíveis efeitos associados a cada uma das causas ou conjunto de causas e a quarta coluna indica as salvaguardas existentes. A seguir são apresentadas típicas conseqüências analisadas em estudos de HAZOP e também as salvaguardas consideradas. Importante destacar que as conseqüências (efeitos) deverão ser analisadas localmente e também no sistema como um todo.

Exemplos típicos de conseqüências:

Perda de contenção (vazamento de produtos), levando a formação de nuvem tóxica e/ou nuvem inflamável (incêndio/explosão em nuvem)

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