AVALIAR E CONTROLAR RISCOS PROFISSIONAIS MÓDULO II
AVALIAÇÃO DE RISCOS PROFISSIONAIS SESSÃO 3 www.nova-etapa.pt
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Mód. II: Avaliação de Riscos Profissionais - Sessão 3
ÍNDICE IV. DESENVOLVIMENTO DE CONTEÚDOS Módulo I: Avaliação de Riscos Profissionais - Sessão 3
3
Objectivos Pedagógicos
3
Conteúdos Programáticos
3
1. Métodos de Segurança de Sistemas
4
1.1. Análise Preliminar de Riscos (APR)
4
1.2. Análise dos Modos de Falhas e Efeitos (FMEA – Failure Mod and Effect Analysis)
7
1.3. Análise Por Árvore de Falhas FTA (Fault Tree Analysis) e Análise da Árvore de Eventos (Event Tree Analysis)
11
1.4. Técnica dos Acidentes Críticos (Incident Recall – IR)
25
1.5. O Que Ocorreria Se? (What If? – WI)
27
2. Instrumentos de Suporte à Análise de Riscos
31
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MÓDULO II: AVALIAÇÃO DE RISCOS PROFISSIONAIS SESSÃO 3 OBJECTIVOS PEDAGÓGICOS No final desta sessão deverá ser capaz de: • Definir métodos de segurança de sistemas; • Distinguir entre uma árvore de causas, uma árvore de falhas e uma árvore de efeitos.
CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS • Instrumentos de suporte à análise de riscos.
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1. – MÉTODOS DE SEGURANÇA DE SISTEMAS A Segurança de Sistemas surgiu progressivamente a partir dos anos 60 do Século XX, como segmento da Engenharia de Sistemas, enquanto disciplina detentora de uma lógica própria de concepção e melhoria contínua. Existem uma série de métodos que pertencem a esta linha de acção e que passaremos a descrever de seguida.
1.1 - ANÁLISE PRELIMINAR DE RISCOS (APR) Esta análise consiste no estudo, durante a fase de concepção ou desenvolvimento prematuro de um novo sistema, dos riscos que poderão estar presentes na sua fase operacional. A APR é, portanto, uma análise inicial qualitativa, desenvolvida na fase de projecto e de desenvolvimento de qualquer processo, produto ou sistema, possuindo especial importância na investigação de sistemas novos e/ou pouco conhecidos, ou seja, quando a experiência em riscos na sua operação é nula ou deficiente.
Apesar das características básicas de uma análise inicial, é muito útil como ferramenta de revisão geral de segurança em sistemas já em operação, revelando aspectos que às vezes passam despercebidos.
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CURIOSIDADE A APR teve a sua origem na norma militar americana MIL-STD-882, sendo aplicada primeiramente na revisão dos novos sistemas de mísseis. A necessidade devia-se ao facto desses sistemas possuírem características de alto risco, uma vez que os mísseis foram desenvolvidos para operarem com combustíveis líquidos perigosos. Com algumas ligeiras modificações, é conhecida também como ZHA (Zurich Hazard Analysis), técnica utilizada pela Seguradora Zurich.
Este método foi aplicado para encontrar soluções no que concerne à não utilização de materiais e procedimentos de alto risco ou, no caso desses materiais e procedimentos não poderem ser substituídos, serem adoptadas medidas preventivas. Este método não é um método aprofundado de análise de riscos e geralmente precede outros métodos mais detalhados de análise, uma vez que o seu objectivo é determinar os riscos e as medidas preventivas antes da fase operacional. Os princípios e metodologias da APR podem ser observados no quadro n.º 1, onde é efectuada uma análise preliminar de perigos associados à actividade de corte e carregamento de troncos de árvores. Consiste, essencialmente, em proceder a uma revisão geral dos aspectos de segurança, de forma padronizada, fazendo-se a descrição de todos os riscos e a sua classificação por categorias (I, II, III, IV). A partir da descrição dos riscos são identificadas as causas (agentes) e os efeitos (consequências) dos mesmos, o que permitirá a procura e a elaboração de acções e medidas preventivas ou correctivas das possíveis falhas detectadas.
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Quadro n.º I – Exemplo de uma análise preliminar de riscos Logótipo
Análise preliminar de Riscos
Empresa
APR
Processo Actividade
Área Data
Zona Função ou Tarefa
Causas dos Riscos
Zona de corte de árvores.
Objecto em altura;
Consequências dos Riscos
Categorias do Risco (I, II, III,IV)
Esmagamento por queda de árvores;
IV
Medidas Preventivas/ Correctivas
- Formação do operador; Utilização de EPI’s (capacete e botas); - Aviso sonoro da queda de árvores; - Limitar o acesso de pessoas à zona;
Objecto em voo;
Projecção de partículas de madeira para os olhos;
III
- Utilização de EPI’s (máscara com viseira);
Partes móveis de máquinas;
Cortes nos membros;
IV
- Utilização de EPI’s (luvas e vestuário de protecção);
Vibrações e ruído;
Operação com serra eléctrica;
III
- Utilização de EPI’s (auriculares);
Arestas vivas.
Corte com serra manual e farpas de madeira.
IV
- Utilização de EPI’s (luvas e vestuário de protecção).
TRABALHADORES ENVOLVIDOS Nome
Cargo
Cédula profissional
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1.2 - ANÁLISE DOS MODOS DE FALHAS E EFEITOS (FMEA – FAILURE MODE AND EFFECT ANALYSIS) A FMEA é uma metodologia de análise que tem por objectivo analisar as consequências das falhas que podem afectar um equipamento, os seus componentes (válvulas, transmissões, bombas, etc.), um sistema, bem como identificar possíveis avarias, etc. A sua utilização diminui as hipóteses do produto ou processo falhar durante a operação, ou seja, aumenta a fiabilidade do produto/processo. Esta metodologia pode ser aplicada tanto no desenvolvimento do projecto do produto – FMEA de produto como do processo – FMEA de processo. Apesar de a sua utilização ser geral, a FMEA é mais aplicável nas indústrias de processo, principalmente quando o sistema em estudo possui instrumentos de controlo, levantando necessidades adicionais e defeitos de projecto, definindo configurações seguras para os mesmos quando ocorrerem falhas de componentes críticos ou fornecimentos. Auxilia ainda na determinação e encadeamento dos procedimentos para contingências operacionais, quando o sistema é colocado em risco e a probabilidade de erro, devido a acções não estruturadas, é alta, dependendo da acção correcta dos operadores. A FMEA é realizada primeiramente de forma qualitativa, quer na revisão sistemática dos modos de falha do componente, na determinação dos seus efeitos noutros componentes e ainda na determinação dos componentes cujas falhas têm efeito crítico na operação do sistema, procurando sempre garantir danos mínimos no sistema como um todo. Posteriormente, pode-se proceder à análise quantitativa para estabelecer a fiabilidade ou probabilidade de falhas de montagens, subsistemas e sistemas, a partir das probabilidades individuais de falha dos seus componentes, bem como na determinação de como poderiam ser reduzidas estas probabilidades, inclusive pela implementação de redundâncias de projecto. Para proceder ao desenvolvimento da FMEA, é fundamental que se conheça e compreenda o sistema em que se está a actuar e qual a função e os objectivos do mesmo, as restrições sob as quais irá operar, além dos limites que podem representar sucesso ou falha. 7 www.nova-etapa.pt
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O quadro mostra um exemplo de aplicação da FMEA a uma válvula de corte (de segurança) do tipo gaveta que opera hidraulicamente. Quadro n.º II – Exemplo de aplicação da FMEA a uma válvula de corte
Componente
Mola
Cilindro
Pistão
Vedação
Comporta
Efeitos nos Componentes e no Sistema
Categoria de risco
Força Mola insuficiente; deteriorada;
Falha a fechar;
IV
Demasiada força;
Fecho indesejado;
III
Modo de Falha
Causa de Falha
Mola inadequada;
Contaminação com óleo;
Métodos de Detecção
Por testes
Inspecção – se a válvula fecha
Fuga de óleo;
Desgaste ou fenda;
Falha a fechar;
Bloqueio;
Falha a fechar;
IV
Bloqueio;
Falha a abrir;
III
Inspecção ou operação
I
Inspecção
Falha a abrir; Fuga de óleo; Falha a fechar; Falha a abrir.
Fecho indesejado;
Desgaste ou partículas estranhas;
IIII
Bloqueio;
Falha a fechar
IV
Bloqueio.
Falha a abrir.
III
O procedimento proposto para o preenchimento das várias colunas é o seguinte:
1. Dividir o sistema em subsistemas que possam ser de facto controlados; 2. Traçar diagramas de blocos funcionais do sistema e subsistemas, para determinar as inter-relações existentes; 3. Preparar uma lista de verificação dos componentes de cada subsistema e a sua função específica; 8 www.nova-etapa.pt
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4. Determinar, através da análise de projectos e diagramas, os modos possíveis de falha que possam afectar outros componentes, e que devem ser agrupados em quatro categorias:
I
Falha em operar no instante prescrito
II
Falha em parar a operação no instante prescrito
III
Operação prematura
IV
Falha na operação
1. Indicar os efeitos de cada falha sobre outros componentes e como esta afecta a operação dos mesmos; 2. Estimar a gravidade de cada falha específica de acordo com as categorias de risco, para possibilitar a implementação de alternativas; 3. Indicar os métodos usados para detecção de cada falha específica; 4. Formular possíveis acções de compensação e correcções que podem ser adoptadas para eliminar ou controlar cada falha específica e os seus efeitos.
Conforme descrito, a FMEA analisa de forma geral os modos de falha de um produto. Contudo, podem existir num produto certos componentes que sejam especificamente críticos para a missão a que se destina ou para a segurança do operador. Portanto, a estes componentes críticos deve ser dada uma atenção especial. A análise, similar à FMEA, que se preocupa com a análise detalhada destes componentes críticos, é conhecida como Análise da Criticalidade e Modos de Falha (Failures Modes and Critically Analysis – FMECA). Tanto a FMEA com a FMECA são bastante eficientes quando aplicadas a sistemas mais simples e de falhas mais evidentes, mas, quando a complexidade é maior, torna-se necessária a utilização de outros métodos como, por exemplo, a análise de Árvore de Falhas (FTA).
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A FMEA envolve essencialmente o estudo detalhado e sistemático das falhas de componentes e/ou sistemas mecânicos. Nesta análise, os modos de falhas de cada componente do sistema são identificados e os efeitos destas falhas no sistema são avaliados, sendo propostas medidas de eliminação, redução ou controlo das causas e consequências destas falhas. Este tipo de análise debruça-se essencialmente sobre os componentes mecânicos de um sistema. Por isso, caso seja necessário analisar problemas relacionados com processos químicos que envolvam substâncias químicas reactivas, por exemplo, podem ser negligenciados, logo não devem ser apenas analisados pela FMEA.
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1.3 - ANÁLISE POR ÁRVORE DE FALHAS – FTA (FAULT TREE ANALYSIS) E ANÁLISE DA ÁRVORE DE EVENTOS – ETA (EVENT TREE ANALYSIS) ANÁLISE POR ÁRVORE DE FALHAS – FTA (FAULT TREE ANALYSIS) A FTA é um método excelente para o estudo dos factores que poderiam causar um acontecimento indesejável (falha) e aplica-se no estudo de situações complexas. Determina as frequências de acontecimentos indesejáveis (topo) a partir da combinação lógica das falhas dos diversos componentes do sistema.
CURIOSIDADE A Análise de Árvore de Falhas – FTA foi concebida por H. A. Watson dos Laboratórios Bell Telephone em 1961, a pedido da Força Aérea Americana para avaliação do sistema de controlo do Míssil Balístico Minuteman.
O principal objectivo da FTA:
Transformação de um sistema físico num diagrama lógico estruturado (a árvore de falhas), onde são especificadas as causas que conduzem à ocorrência de um dado acontecimento indesejável de interesse, designado por acontecimento de topo. Existem dois conceitos importantes no desenvolvimento da FTA:
Acontecimento de topo, acontecimento indesejável, na concepção da árvore de falhas este é colocado no nível mais alto. A partir deste nível o sistema é dissecado de cima para baixo, enumerando-se todas as causas ou combinações que levam ao evento indesejável.
Acontecimentos básicos ou primários, são acontecimentos do nível inferior, que dão origem a todos os acontecimentos de nível mais alto. 11 www.nova-etapa.pt
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A FTA parte de um facto, a ocorrência de um evento não desejado, e tem como objectivo encontrar as causas possíveis e estabelecer o encadeamento dos acontecimentos. Normalmente os acidentes ocorrem como consequência da conjugação de falhas dos componentes de um sistema e da sua interligação. O analista começa por um Acidente ou Evento Indesejado e que necessita ser evitado e identifica as suas Causas Imediatas (Falhas). Cada uma dessas Causas Imediatas deverá ser analisada de forma que sejam identificadas todas as Causas Básicas de cada Falha. A Análise é concluída quando atingimos um nível de acontecimentos básicos que não são passíveis de decomposição. Os acontecimentos básicos descrevem as Falhas dos elementos do sistema como erros humanos na operação de componentes, fugas, incêndios, colisões, derrames, etc. A Análise apoia-se na representação gráfica das relações entre os vários componentes utilizando uma Simbologia Lógica Booleana, e o diagrama lógico obtido pela ligação dos chamados acontecimentos básicos é designado por “Árvore de Falhas”. Os dois Operadores fundamentais são “E” e “OU”
“E” = liga os acontecimentos que são necessários para ocorrer uma falha ou avaria do funcionamento do componente.
“OU” = liga todos os acontecimentos que, por si só, possam conduzir à manifestação da Falha do componente.
Os símbolos utilizados para a construção da árvore de falhas são os seguintes:
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Quadro III – Simbologia Lógica da Árvore de Falhas
Portas “E”
Operação lógica que requer a ocorrência de TODOS os eventos de entrada para produzir o evento de saída.
Portas “OU”
Operação lógica que requer a ocorrência de UM OU MAIS EVENTOS DE ENTRADA para produzir o evento de saída.
Eventos
Resultam da interacção de outros eventos, que se articulam mediante portas lógicas.
Eventos básicos
Constituem a base da raiz da árvore. Não necessitam de desenvolvimento de outros eventos.
Eventos não Não são eventos básicos e poderiam desenvolvidos desenvolver-se mais, mas tal não é necessário ou não existem dados para isso.
Condição externa
Utiliza-se para indicar uma condição ou um evento que existe como parte do cenário em que se desenvolve a árvore de falhas.
Transferências Utilizam-se para continuar o desenvolvimento da árvore de falhas noutro local.
A FTA pode ser executada em quatro etapas básicas conforme o Gráfico I.
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Gráfico I – Etapas da FTA
Definição do sistema
Embora
tenha
Construção da Árvore de Falhas
sido desenvolvida
Avaliação quantitativa
Avaliação qualitativa
com o
principal
objectivo
de
determinar
probabilidades como técnica quantitativa, a FTA é muito usada também pelo seu aspecto qualitativo porque, desta forma e de maneira sistemática, os vários factores, em qualquer situação a serem investigados, podem ser visualizados. Assim, a avaliação qualitativa pode ser usada para analisar e determinar que combinações de falhas de componentes, erros operacionais ou outros defeitos podem causar o acontecimento de topo. Já a avaliação quantitativa é utilizada para determinar a probabilidade de falha no sistema pelo conhecimento das probabilidades de ocorrência de cada acontecimento em particular. O método FTA pode ser desenvolvido através das seguintes etapas:
Selecção do evento indesejável ou falha, cuja probabilidade de ocorrência deve ser determinada;
Revisão dos factores intervenientes: ambiente, dados do projecto, exigências do sistema, etc., determinando as condições, acontecimentos particulares ou falhas que possam vir a contribuir para a ocorrência do evento de topo seleccionado;
Montagem, através da construção sistemática do diagrama, dos acontecimentos contribuintes e falhas levantados na etapa anterior, mostrando o inter-relacionamento entre estes acontecimentos e falhas, em relação ao acontecimento de topo.
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O processo inicia com os acontecimentos que poderiam, directamente, causar tal facto, formando o primeiro nível – o nível básico. À medida que se retrocede, passo a passo, até ao evento de topo, são adicionadas as combinações de acontecimentos e falhas contribuintes. Desenhada a árvore de falhas, o relacionamento entre os acontecimentos é feito através das portas lógicas;
Desenvolvimento das expressões matemáticas adequadas (Álgebra Boleana), que representam as entradas da árvore de falhas. Cada porta lógica tem implícita uma operação matemática, podendo ser traduzidas, em última análise, por acções de adição ou de multiplicação lógicas;
Determinação da probabilidade de falha de cada componente, ou seja, a probabilidade de ocorrência de acontecimento de topo será investigada pela combinação das probabilidades de ocorrência dos acontecimentos que lhe deram origem.
O Gráfico II resume aquela que deve ser a estrutura fundamental da FTA:
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Gráfico II – Estrutura fundamental da árvore de falhas (FTA)
Falha do Sistema ou acidente (acontecimento de topo)
Representação de sequências de acontecimentos encadeados através de portas lógicas
Os acontecimentos intermédios são representados por rectângulos, com a sua descrição no interior
As sequências conduzem finalmente a falhas primárias (básicas) que permitem calcular a probabilidade de ocorrência do acontecimento de topo. As falhas básicas são identificadas por círculos que representam o limite de resolução da árvore de falhas
Fonte: HENLEY E KUMAMOTO (1981)
Para proceder ao estudo quantitativo da FTA é necessário conhecer algumas definições da Álgebra de Boole. As suas regras e expressões permitem simplificar problemas complexos, sendo principalmente usada nas operações de cálculo dos computadores e montagem com automatismos, bem como em análise de probabilidades, em estudos que envolvem decisões e, mais recentemente, em segurança de sistemas (Gráfico III)
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Gráfico III – Exemplo de Árvore de Falhas EVENTO CULMINANTE, T
EVENTO INTERMÉ DIO 1
EVENTO INTERMÉ DIO 3
EVENTO INTERMÉ DIO 2
EVENTO INTERMÉ DIO 4
EVENTO BÁ SICO C
EVENTO BÁ SICO D EVENTO BÁ SICO A
EVENTO BÁ SICO B
EVENTO BÁ SICO B
EVENTO INTERMÉ DIO 5
EVENTO BÁ SICO B
EVENTO BÁ SICO E
Exemplo: Um estudante de Engenharia Química resolve ir de férias durante seis semanas. Instala um sistema de rega automático para conservar as plantas vivas durante a sua ausência, como ilustra a figura:
Como medida de precaução pede a um vizinho que, semanalmente, verifique o sistema de rega. Procedeu à verificação do projecto (reserva de água, altura do depósito, cálculo da restrição, etc.) e do funcionamento do sistema de rega (verificação da temporização, etc.). 17 www.nova-etapa.pt
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Resolveu então aplicar uma metodologia FTA para o evento “as plantas secam por falta de rega”. Plantas Secas
Sistema rega Falha
Água Insuficiente A1
Válvula falha A2
O vizinho Falha B
Temporizador falha A3
Rotura linha A4
Outros: Projecto A5
Em seguida será desenvolvido um exercício prático que visa consolidar a aplicação da metodologia FTA.
Exercício Prático Vamos proceder à elaboração de uma árvore de falhas para suporte do processo de averiguação de um acidente fatal. O acontecimento consistiu na queda de um trabalhador de uma plataforma colocada a 14m de altura, quando efectuava trabalhos de manutenção. Após o sucedido foi criada uma equipa de investigação para averiguar as causas do acidente e propor medidas correctivas e preventivas para as falhas detectadas. A equipa começou por analisar as sequências de causas possíveis e verificar quais as que tinham contribuído para o acidente. A árvore de falhas consta a seguir.
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As causas a Vermelho foram as que tiveram intervenção no acidente, conforme se verificou. Morte
Trabalho em altura
Queda
Falta de cinto de segurança
Procedimento inadequado
Incumprimento de regras
Formação
Falta de conhecimentos
Gestão da formação
Avaliação da formação
Equipamento inadequado
Erro de construção
Análise de tarefas
Erro de projecto
Equipamento com defeito
Falha de inspecção
Manobra errada
Formação
Falta de conhecimentos
Controlo de engenharia
Relatório de Investigação Factos do Acidente O trabalhador caiu de uma altura de 14 metros quando um dos elementos da estrutura da plataforma se partiu, ficando a estrutura suspensa por um dos lados. Sofreu uma fractura do crânio que levou à sua morte. Descrição da situação O operador procedia a uma operação de substituição de lâmpadas no tecto, para a qual teve de levantar algum equipamento. Para execução do trabalho não foi considerada necessária a construção de andaimes. Uma equipa, sob a chefia de um elemento experiente, construiu uma estrutura utilizando elementos modulares.
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A estrutura foi suspensa por 4 pontos, sendo as correntes travadas por 2 rótulas aplicadas de cada lado dos 4 pontos de suspensão. As correntes apenas abraçavam 2 elementos da estrutura, um em cada lado. A estrutura foi utilizada para elevar o trabalhador até à zona de trabalho, com uma grua. Pelas 15H00 iniciou-se a substituição das lâmpadas. A estrutura foi levantada e, quando era deslocada de uma zona para a outra da nave, inclinou-se deslizando as correntes para um lado da plataforma e provocando a queda do trabalhador. O trabalhador estava equipado com botas e fato de trabalho, mas não tinha cinto de segurança. Verificou-se que um dos elementos da estrutura, onde estava presa a corrente, se partiu. Um exame sugere a presença anterior de fissuras no elemento fracturado. Consequências Morte do trabalhador. Acções imediatas A operação foi suspensa. O trabalhador foi transportado ao hospital, onde chegou já sem vida. A empresa envolvida procurou obter informações sobre falhas deste tipo, ocorridas com outras empresas.
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Causas A causa directa do Acidente foi a quebra de um elemento da estrutura. A estrutura foi improvisada e não foi tido em conta o risco de os elementos não suportarem o peso do equipamento, que provocava esforços transversais e de flexão. O procedimento existente de Utilização de Equipamento Móvel impõe regras e medidas de controlo para gruas, mas é omisso quanto a acessórios, como era o caso desta estrutura. O mesmo procedimento é omisso quanto ao uso de estruturas para elevação de pessoas. A autorização de trabalho não exigia o uso de cinto de segurança.
Conclusões (Acções) A quebra do elemento poderia não ter implicado a queda do trabalhador desde que o suporte pelas correntes envolvesse mais elementos da estrutura. A queda não se teria dado se o trabalhador estivesse equipado com cinto de segurança. O acidente revelou uma série de falhas a nível do sistema de controlo de elevação de cargas e pessoas. O procedimento existente não cumpre os requisitos do Decreto-Lei n.º 50/2005 de 25/02 (prescrições mínimas para equipamentos de trabalho). 21 www.nova-etapa.pt
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O acidente revelou falhas igualmente na análise de risco das tarefas. Embora a causa primária possa ter sido aleatória (se excluirmos a possível pré-ruptura) numerosas acções deveriam ter sido tomadas para evitar a queda do trabalhador. Recomendações (Acções) Proibir a utilização de estruturas improvisadas para elevação de cargas ou pessoas. Submeter as estruturas que venham a ser construídas pelas equipas prestadoras de serviços a inspecção, nos mesmos termos do equipamento elevatório. Rever o procedimento existente
ANÁLISE DA ÁRVORE DE EVENTOS – ETA (Event Tree Analysis) Como pudemos verificar a Análise de Árvore de Falhas (FTA) parte de um evento culminante e procura causas. A Análise da Árvore de Eventos (ETA) parte de um evento inicial e avalia as consequências e evoluções. Nas aplicações de análise de risco, o evento inicial da árvore de eventos é, em geral, a falha de um componente ou subsistema, sendo os eventos subsequentes determinados pelas características do sistema. O principal objectivo de uma ETA é calcular a probabilidade de ocorrências do acontecimento final da árvore de evento (topo), isto é, a falha do sistema, com base na probabilidade de ocorrência dos acontecimentos básicos ou intermédios. Este procedimento é aplicado de forma análoga sobre os diagramas de fiabilidade, sendo neste caso determinada a probabilidade de funcionamento de um sistema com base na probabilidade de funcionamento dos seus componentes (blocos). A ETA não precisa necessariamente de ser levada até a análise quantitativa, entretanto, mesmo ao aplicar-se o procedimento de simples construção do diagrama da árvore, é possível a obtenção de um grande número de informações e conhecimento muito mais completo do sistema ou situação em estudo, propiciando uma visão bastante clara da questão e das possibilidades imediatas de acção no que se refere à correcção e prevenção de condições indesejáveis. 22 www.nova-etapa.pt
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O uso da árvore de eventos pode trazer, ainda, outras vantagens e facilidades, como sejam a determinação das sequências que levem ao acontecimento de topo; a identificação de falhas singulares ou localizadas que assumam maior importância no processo; a descoberta de elementos sensores (alternativas de solução) cujo desenvolvimento possa reduzir a probabilidade de falha em estudo. Geralmente, existem certas sequências de acontecimentos centenas de vezes mais prováveis na ocorrência do evento topo do que outras e, portanto, é relativamente fácil encontrar a principal combinação ou combinações de acontecimentos que precisam de ser prevenidos, para que a probabilidade de ocorrência do acontecimento de topo diminua. A árvore de eventos traça-se seguindo as seguintes etapas: Gráfico IV – Etapas da Árvore de Eventos
Definir o evento inicial que pode conduzir ao acidente
Definir os sistemas de segurança (acções) que podem amortecer o efeito do evento inicial
Combinar numa árvore lógica de decisões as várias sequências de acontecimentos que podem surgir a partir do evento inicial
Uma vez construída a árvore de eventos, calcular as probabilidades associadas a cada ramo do sistema que conduz a um potencial acidente
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Exemplo: Vejamos o caso do descarrilamento de um comboio:
O diagrama da árvore começa na esquerda (onde se dá o evento iniciador) para a direita (sequência acidental). Na parte superior, seguindo uma ordem cronológica indicam-se os elementos de controlo existentes, o comportamento humano esperado e as várias possibilidades de evolução do evento iniciador, onde é possível intervir para que o dano seja circunscrito. Logo no início considera-se que, a existir um defeito, existe a probabilidade de 0,999 de não ser um defeito severo e a probabilidade de 0,001 de ser um defeito severo. Continuando a interpretação, seguindo o trilho de “não ser defeito severo”, verifica-se que existe a probabilidade de 0,001 de se tratar de falha do equipamento e 0,999 de não ser falha do equipamento. O mesmo raciocínio é feito ao longo das restantes hipóteses colocadas na árvore.
Defeito
Defeito severo
Falha no equipamento
Defeito dos trilhos
Comboio com velocidade de ressonância
Acidente
Não (0,200) Não (0,999)
Não (0,995)
Não
0,200
Não
0,795
Sim
0,004
Sim
0,001
Sim
0,001
Não (0,999) Sim (0,800)
Sim Sim (0,001)
Sim (0,005)
Probabilidade
Sim (0,001)
O cálculo das probabilidades faz-se seguindo a seguinte metodologia: Multiplicam-se as probabilidades de cada hipótese, como mostramos no exemplo assinalado com uma elipse azul. 0,999 x 0,999 x 0,200 = 0,199 que por arredondamento fica em 0,200. O mesmo raciocínio é seguido nas restantes hipóteses. 24 www.nova-etapa.pt
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1.4. TÉCNICA DOS INCIDENTES CRÍTICOS (INCIDENT RECALL – IR) A Técnica dos Incidentes Críticos (IR) é uma análise operacional, qualitativa, de aplicação na fase operacional dos sistemas, cujos procedimentos envolvem o factor humano em qualquer grau. É um método para identificar erros e condições inseguras que contribuem para a ocorrência de acidentes com lesões reais e potenciais, recorrendo-se a uma amostra aleatória estratificada de Observadores-Participantes, seleccionados numa população. A IR possui grande utilidade principalmente naquelas
situações em
que
se
pretende
identificar perigos sem a utilização de técnicas mais sofisticadas e, ainda, quando o tempo é limitado. Tem como objectivo a detecção de incidentes críticos e o tratamento dos riscos que os mesmos representam. Os observadores-participantes são seleccionados nos principais departamentos da empresa, procurando representar as diversas operações dentro das diferentes categorias de risco. Um entrevistador interroga-os e incita-os a recordar e descrever os incidentes críticos, ou seja, os actos inseguros que tenham cometido ou observado, e ainda condições inseguras que lhes tenham chamado a atenção. Os obsevadoresparticipantes devem ser estimulados a descrever tantos incidentes críticos quantos possam recordar, sendo necessário para tal colocar a pessoa à vontade procurando, entretanto, controlar as divagações. A existência de um sector de apoio psicológico é de grande utilidade durante a aplicação da técnica. Os incidentes pertinentes, descritos pelos entrevistados, devem ser transcritos e classificados em categorias de riscos, definindo-se a partir daí as áreas-problema, bem como a priorização das acções para posterior distribuição dos recursos disponíveis, tanto para a correcção das situações existentes como para a prevenção de problemas futuros.
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O método deve ser aplicado periodicamente, reciclando os observadores-participantes para detectar novas áreas-problema, e ainda para aferir a eficiência das medidas já implementadas. A IR detecta factores causais, em termos de erros e condições inseguras, que conduzem tanto a incidentes com lesão como a acidentes com lesão, e identifica ainda as origens de acidentes potencialmente com lesão. Assim sendo, a técnica descrita, por analisar os incidentes críticos, permite a identificação e exame dos possíveis problemas de acidentes antes de ocorrerem, tanto em termos das consequências com danos à propriedade como na produção de lesões.
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1.5 - O QUE OCORRERIA SE? (WHAT IF? – WI) Este método pode ser utilizado em fábricas com processos pouco complicados para permitir rever o processo completo, começando na matéria-prima e terminando nos produtos acabados. Em cada etapa, seja de projecto, construção, alterações, colocação em funcionamento e operação, formulam-se as perguntas: “o que ocorreria se?” nas diferentes secções em que se pode decompor o processo, como nos demonstra o exemplo do gráfico V: Gráfico V – Exemplo da técnica WI
O que aconteceria se a bomba A se avariasse durante o seu funcionamento?
O que aconteceria se se carregasse um produto por engano?
O que aconteceria se o operador abrisse a válvula A em vez da B?
A técnica WI é uma técnica de análise geral, qualitativa, cuja aplicação é bastante simples e útil para uma abordagem em primeira instância na detecção exaustiva de riscos, tanto na fase do processo, projecto ou pré-operacional, não sendo a sua utilização unicamente limitada às empresas de processos. A finalidade da WI é testar possíveis omissões em projectos, procedimentos e normas e ainda aferir comportamentos, capacidades pessoais, etc., nos ambientes de trabalho, com o objectivo de proceder à identificação e controlo de riscos.
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A técnica desenvolve-se através de reuniões de perguntas entre
duas
procedimentos,
equipas. instalações,
As
perguntas processo
da
englobam situação
analisada.
A
equipa
que
pergunta
deve
ser
conhecedora
e
familiarizada com o sistema a ser analisado, devendo formular uma série de questões com antecedência, com a simples finalidade de guiar a discussão.
Para aplicação da What If utiliza-se uma metodologia técnico-administrativa que inclui princípios de dinâmica de grupo, devendo ser utilizada periodicamente. A utilização cíclica dos procedimentos é o que garante o bom resultado da revisão de riscos do processo. Da aplicação da What If resulta uma revisão de um largo espectro de riscos, bem como a concepção de possíveis soluções para os problemas levantados, além disso, estabelece um consenso entre as áreas de actuação como a produção, o processo e a segurança quanto à forma mais segura de operacionalizar a instalação. O relatório do procedimento fornece também material de fácil entendimento que serve como fonte de formação e base para revisões futuras. Nas culturas empresariais mais eficientes quanto ao controlo de riscos, os procedimentos dos departamentos técnicos e as equipas de análise produzem revisões rápidas e eficientes. A aplicação da metodologia WI necessita do desenvolvimento dos seguintes passos:
Formação da comissão de revisão – das equipas e dos seus elementos; Planeamento prévio – planeamento das actividades e pontos a serem abordados na aplicação da técnica;
Reunião organizacional – com a finalidade de discutir procedimentos, programação de novas reuniões, definição de metas para as tarefas e informação aos elementos sobre o funcionamento do sistema em análise;
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Reunião de revisão de processo – para os elementos ainda não familiarizados com o sistema em estudo;
Reunião de formulação de questões – formulação de questões, começando do início do processo e continuando ao longo do mesmo, passo a passo, até ao produto acabado e colocado nas instalações do cliente. Reunião de respostas às questões (formulação consensual) – como consequência da reunião de formulação das questões, segue-se a responsabilidade individual para o desenvolvimento de respostas escritas às questões. As respostas:
Serão analisadas durante a reunião de respostas às questões, sendo cada uma classificada conforme o caso, como:
Resposta aceite pelo grupo tal como foi submetida
Resposta aceite após discussão e/ou modificação
Aceitação posterior, dependente de investigação adicional
Relatório de revisão dos riscos do processo – o objectivo é documentar os riscos, identificados na revisão, bem como registar as acções recomendadas para a sua eliminação ou controlo. O
Quadro
IV
demonstra
algumas
das
questões
possíveis
de
elaborar
desenvolvimento da metodologia WI. Quadro IV – Exemplo de perguntas WI – “Que aconteceria se?” I. Falha de equipamentos, materiais e instrumentos 1. Que aconteceria se uma peça do equipamento dinâmico deixasse de funcionar? 2. Que aconteceria se uma válvula de controlo falhasse? Se se coloca em posição de falha? Se não se coloca em posição de falha? Se se abre ou fecha completamente? 3. Que aconteceria se um tubo do bypass perdesse o produto? 4. Que aconteceria se um tubo de uma caldeira falhasse? 5. Que aconteceria se um sistema informático falhasse?
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no
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II. Falhas de serviço 1. Que aconteceria se existisse uma falha de corrente eléctrica? 2. Que aconteceria se tivesse lugar uma falha da água de refrigeração? 3. Que aconteceria se existisse uma falha no vapor? 4. Que aconteceria se existisse uma falha de ar a um instrumento? 5. Que aconteceria se falhasse o fornecimento de combustível? III. Falha de carga de alimentação 1. Que aconteceria se falhasse o caudal de carga? 2. Que aconteceria se existisse um excesso de carga? 3. Que aconteceria se fosse impossível eliminar um produto? 4. Que aconteceria se existisse o retrocesso de uma carga na unidade? 5. Que aconteceria se a composição da carga fosse mais densa? IV. Sucessos especiais ou não usuais 1. Que aconteceria se se produzisse espuma? 2. Que aconteceria se a velocidade de corrosão fosse superior? 3. Que
aconteceria
se
existissem
ventos
fortes,
temperaturas
excessivamente altas ou baixas, excesso de chuvas? 4. Que aconteceria se acontecesse um terramoto? 5. Que aconteceria se se produzisse fuligem? V. Plano de emergência 1. Que aconteceria se escapasse um material inflamável ou tóxico? 2. Que aconteceria se existisse uma explosão? 3. Que aconteceria se existisse um incêndio? 4. Que aconteceria se existisse pessoal ferido? 5. Que aconteceria se a equipa de segurança não estivesse em lugar acessível?
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2. INSTRUMENTOS DE SUPORTE À ANÁLISE DE RISCOS Além dos métodos de Análise de Riscos apresentados existem diversos instrumentos de suporte que auxiliam na sua aplicação, cobrindo principalmente os seguintes itens:
Banco de dados de fiabilidade de equipamentos e sistemas; Banco de dados sobre materiais e corrosão; Banco de dados de falhas e acidentes na indústria; Programas informáticos para a simulação e cálculo da amplitude das consequências de eventos catastróficos como incêndios, explosões e dispersão de nuvens tóxicas;
Programas de cálculo para avaliação da vulnerabilidade de pessoas e de património com base em funções de distribuição de probabilidades. Apesar de cada método de análise reunir características distintas, a escolha daquele que será utilizado num procedimento de Análise de Riscos pode ser difícil, sendo que a decisão raramente é única. De facto a selecção normalmente envolve a escolha de vários métodos de análise, os quais se complementam, para analisar diferentes partes do processo ou diferentes tipos de riscos associados ao sistema. Esta escolha baseia-se no grau de especificidade que se pretende atingir com o desenvolvimento da Análise de Riscos, de tal forma que questões como os objectivos da análise, a gravidade dos riscos, a complexidade do processo, a natureza dos sistemas envolvidos, as condições do processo, as informações e os dados necessários, o custo e o tempo gasto com a análise e, também, os pontos favoráveis de cada metodologia de análise, devem ser considerados antes da escolha dos métodos. Deverá começar-se pelo desenvolvimento de uma Análise de Riscos Qualitativa, devido ao facto dos métodos qualitativos apresentarem uma relativa facilidade de execução e não necessitarem da utilização de recursos adicionais, como programas informáticos e cálculos matemáticos. Posteriormente, os métodos quantitativos complementam e aprofundam a análise qualitativa.
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A maioria das vezes, um método de análise detalhado e bem estruturado, como o HAZOP ou o FMEA, pode ser usado como método básico para o desenvolvimento de uma Análise de Riscos de um processo. Em
subsistemas
complexos
ou
do
onde
processo os
menos
riscos
sejam
menores, deve fazer-se uso de métodos como o WI, enquanto em subsistemas mais complexos e com riscos mais severos devese desenvolver uma análise mais detalhada e, portanto, utilizar métodos como a ETA. O ponto crítico é a selecção do método que melhor se adapte às exigências da análise, utilizando um método como base e complementando as suas limitações com outros métodos de análise, de maneira a que se desenvolva um estudo eficiente mas que não se trabalhe exageradamente o problema. O Quadro V compara as características dos diferentes métodos de Avaliação de Riscos abordados. Quadro V – Quadro comparativo dos Métodos de Avaliação de Riscos
Método
Objectivo
Informação necessária
Aplicação
Pessoas
Resultados
Controlo e Identificação de verificaçõe perigos comuns s e assegurar cumprimento de especificações e standards.
Em todas as etapas de um projecto. Instalações existentes.
Listas de verificação. Especificações e standards. Documentação completa da etapa seleccionada.
1-2
Lista de não conformidades e pontos com informação básica deficiente.
Análise de postos
Operações.
Informação completa da instalação.
1-2
Lista de tarefas críticas. Lista de perigos com avaliação
Identificação dos perigos na realização dos trabalhos e
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elaboração de procedimentos ou práticas. HAZOP
qualitativa do risco e recomendações.
Identificação de perigos e problemas de operação. Possível consideração do factor humano.
Projectos de Informação engenharia completa da instalação. de especialidade. Instalações existentes.
Identificação antecipada de perigos para poupar custo e tempo.
Anteproject os.
FMEA
Identificação dos perigos dos modos de falha dos equipamentos/ sistemas e erros de operação com os efeitos que produzem.
Projectos de Informação engenharia completa da instalação. de especialidade. Instalações existentes.
2-3
Listas de perigos e recomendações para alterações do projecto ou da organização, com uma ordem qualitativa de risco.
FTA
Identificação dos sucessos iniciais mas que, pela combinação de diferentes falhas dos equipamentos e erros humanos, conduzem a acidentes.
Projectos de engenharia de especialidade. Instalações existentes.
2-3
Conjunto de falhas do operador ou equipamentos com sequência até ao acidente.
ETA
Identificação das consequências
Projectos de Informação engenharia completa da de instalação.
2-3
Conjunto de falhas que se podem
APR
Diagrama de fluxo preliminar e projectos de equipamentos principais.
Informação completa da instalação. Conhecimento das falhas de equipamento s ou sistemas que provocam acidentes.
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Equipa de 4-7
Listas de perigos e recomendações para alterações do projecto ou da organização. Aplicável para a avaliação qualitativa do risco.
1-2 Lista de perigos Experient aplicável e avaliação es qualitativa de riscos.
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IR
WI
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e evoluções do evento inicial.
especialidade. Instalações existentes.
Conhecimento das falhas de equipamento s ou sistemas que provocam acidentes.
Identificação dos erros e condições inseguras que contribuem para a ocorrência de acidentes com lesões reais e potenciais.
Projectos de engenharia de especialida-
Informação completa da instalação. Conhecimen-
de. Instalações existentes.
to das falhas de equipamento s ou sistemas que provocam acidentes.
Identificação de perigos através da sequência de sucessos incluindo o factor humano.
Colocação em acção de projectos. Instalações existentes.
Informação completa das instalações.
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desenvolver a partir de um evento iniciador e cálculos de probabilidade de ocorrência das consequências. Equipa de 4-7 1 entrevistador
Análise operacional, qualitativa, do conjunto de falhas do operador.
2-3 Lista de perigos Experien- aplicável e avaliação tes qualitativa de riscos.
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Resumo A avaliação de Riscos consiste no exame sistemático de uma instalação para identificação dos riscos e possíveis consequências. Deve ser efectuada considerando cinco critérios: Natureza e Perigosidade, Localização. Trabalhadores afectados, Tempo de exposição, Intensidade. Uma das classificações possíveis consiste numa primeira divisão em duas grandes categorias: métodos quantitativos e métodos qualitativos. Podem ainda considerar-se métodos de análise pró-activos (ou a priori) e reactivos (ou a posteriori). Dos Métodos de análise “a prior” fazem parte: Controlos e Verificações e Métodos de Análise de Postos e Estudo de Identificação de Perigos e de Operabilidade (HAZOP). Os métodos de análise “a posteriori” incluem a estatística da sinistralidade laboral na empresa, Investigação de acidentes e Métodos da Árvore de Causas. Existem métodos dedicados sobretudo à segurança de sistemas como, por exemplo: Análise Preliminar de Riscos (APR), Análise dos Modos de Falhas e Efeitos (AMFE), Análise por Árvore de Falhas de Eventos, Técnicas dos Incidentes Críticos (Incident Recall – IR), O que Ocorreria Se? (What if?). É importante salienta que existem ainda instrumentos de suporte à análise de riscos.
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