Gerenciamento de Riscos Ambientais Aula 4 Alexandre Martins Fernandes [email protected]...

Gerenciamento de

Riscos Ambientais

Aula 4

Alexandre Martins [email protected]

SorocabaFevereiro 2010

Curso de Pós-Graduação Lato Sensu

MBA em Gestão, Auditoria e Perícia Ambiental

Análise de vulnerabilidade

É um estudo realizado por intermédio de modelos matemáticos para a previsão dos impactos danosos às pessoas, instalações e ao meio ambiente.

É baseado em limites de tolerância estabelecidos através do parâmetro Probit para os efeitos de sobrepressão advinda de fenômenos por um curto período de tempo.


Parâmetro Probit Serve para relacionar a intensidade de fenômenos (como explosões, radiações térmicas decorrentes de incêndios e efeitos tóxicos advindos da exposição a uma alta concentração de substâncias químicas), com os danos que podem causar.

O PROBIT (unidade de probabilidade) é uma variável randômica com média 5 e variância 1.

O seu valor é relacionado a uma determinada porcentagem através de curvas ou tabelas.


Parâmetro Probit para substâncias tóxicas

Casos de liberações contínuasvalor de referência:

• concentrações tóxicas para a probabilidade de 1% e

50% de fatalidade,

• tempo de exposição de pelo menos 10 minutos.


Parâmetro Probit para substâncias tóxicas

Casos de liberações instantâneasvalor de referência:

• Mantêm-se as concentrações tóxicas para a

probabilidade de 1% e 50% de fatalidade,

• Tempo de exposição: tempo de passagem da nuvem,

se menor que 10 minutos.


No contexto de um estudo de risco, o dano de maior

interesse é aquele provocado pela exposição a uma

alta concentração de produto por um curto período

de tempo. Os efeitos que uma liberação tóxica pode

apresentar são: morte, danos não letais e irritação.


Exemplo: radiação térmica.Pessoas e materiais expostos a um incêndio. Possíveis danos

associados ao nível de radiação:

• Se for suficientemente alto, pode ignizar (queimar) outros materiais

• Danos podem ser calculados através da dose de radiação recebida.

• Efeitos sobre as pessoas: percentagem de mortes ou diferentes graus de queimaduras.


A elaboração de estudos quantitativos de análise de riscos requer a estimativa:

• das freqüências de ocorrência de falhas de equipamentos relacionados com as instalações ou atividades em análise.

• da probabilidade de erros do homem.

Esses dados são normalmente difíceis de serem estimados.


Para o cálculo das freqüências de ocorrência dos

cenários acidentais podem ser utilizadas, entre

outras, as seguintes técnicas:

• Análise por Arvore de Falhas (AAF)

• Análise por Árvore de Eventos (AAE)

Análise por Árvore de Falhas

Desenvolvida pelos Laboratórios Bell Telephone (1962), a pedido da Força Aérea Americana, para uso no sistema do míssil balístico intercontinental MINUTEMAN.

Excelente para o estudo dos fatores que podem causar um efeito indesejável (falha ou risco crítico).


Etapas do método

1. Selecionar o evento ou falha (com a probabilidade

determinada);

2. Revisão de todos os fatores intervenientes (ambiente, dados

de projeto, etc) que podem contribuir para a ocorrência do

evento

3. Preparar a árvore, diagramando os eventos e falhas de modo

sistemático...


Etapas do método

3. Preparar a árvore, diagramando os eventos e falhas de modo

sistemático (em níveis)...

Interrelacionamento entre eventos e o evento “topo” (em estudo),.

Primeiro nível – podem causar o fato diretamente;

Segundo nível - ....


Etapas do método

4. Desenvolver expressões matemáticas para cada “entrada” da

árvore (Álgebra Booleana) – comportas lógicas que podem

ser traduzidas em ações de adição ou de multiplicação.

5. Determinar a probabilidade de cada evento

6. Calcula-se a probabilidade de ocorrência do evento

indesejado (expressão matemática simplificada = modelo)


Permite:

a) Determinar a sequência mais crítica ou provável de eventos,

dentre os ramos, que levam ao “topo”

b) Identificar falhas singulares ou localizadas, importantes no

processo

c) Descobrir elementos sensores cujo desenvolvimento possa

reduzir a probabilidade de ocorrência do evento.


Evento topo

Evento ou falha primária

Evento esperado, a menos que ocorra falha

Comporta OU

Evento não desenvolvido

Condição limitante

Perdas de Produção

Perdas por parada

Perdas por redução de ritmo

Abordagem QualitativaÁrvore de Falhas de Perdas de Produção na

Indústria


Evento topo


Evento esperado, a menos que ocorra falha

Comporta OU

Evento não desenvolvido

Condição limitante

Perdas de Produção

Perdas por parada

Perdas por redução de ritmo

Abordagem QuantitativaÁrvore de Falhas de Perdas de Produção na

Indústria

A1

A2

A3

A5A4

A6

A7 A8X1

X3 X4 X5 X6

X8 X9 X10 X11

X2

X7

An = adição

Xn = entrada ou falha primária


As falhas e defeitos dos equipamentos e sistemas descritos podem ser agrupados em três classes:

1.Falhas e defeitos primários

2.Falhas e defeitos secundários

3.Falhas e defeitos de comandos


1. Falhas e defeitos primáriosOcorrem no sistema devido ao mal funcionamento de equipamentos que podem ocorrer no ambiente e condições para o qual o equipamento foi projetado.

As falhas primárias são de responsabilidade específica do equipamento e não podem ser atribuídas a outras causas ou condições externas.

Exemplo: um selo de bomba centrífuga que se rompe nas condições normais de operação da bomba


2. Falhas e defeitos secundáriosOcorrem no sistema devido ao mal funcionamento de equipamentos que podem ocorrer em ambientes para o qual o equipamento NÃO foi projetado.

Essas falhas são atribuídas a causas ou condições externas.

Exemplo: um selo de bomba centrífuga que se rompe por excesso de pressão devido a que a bomba ficou funcionando com a descarga bloqueada


3. Falhas e defeitos de comandosOcorrem no sistema devido ao mal funcionamento do equipamentos no qual o comando opera, mas em tempo ou local errado

Exemplo: um alarme de alta temperatura que não funciona devido a uma

falha no sensor de temperatura no processo.

A falha do alarme é uma falha de comando

A falha do sensor é uma falha primária.


Etapas na construção de uma árvore de falhas:

1.Definição do problema

2.Construção da árvore de falhas

3.Solução da árvore de falhas

4.Determinação do conjunto mínimo


1. Definição do problema

• Definir o EVENTO PRINCIPAL, objeto da análise

• Definir as condições limites:• Eventos não considerados

• Eventos considerados

• Limites físicos do sistema

• Nível de resolução

• Outras suposições


2. Construção da árvore de falhas

Inicia-se com o EVENTO PRINCIPAL e continua, nível por nível,

até que todos os eventos relacionados com o evento

principal tenham sido desenvolvidos até suas causas

básicas (EVENTOS BÁSICOS)


2. Construção da árvore de falhasRegras básicas:a) Registrar o evento de falha

- escrever o evento dentro do símbolo correspondente; em separado escrever como, onde e quando aconteceu.

b) Avaliação do evento de falha- “Essa falha pode ser causada pelo mal funcionamento do

equipamento?”- SIM = falha no estado do equipamento- NÃO = falha do sistema


2. Construção da árvore de falhasRegras básicas:c) Regra “sem milagres”

- o funcionamento normal do equipamento provoca uma sequência de falhas, então o equipamento funciona normalmente.

d) Regra “complete toda entrada de cada vez”- todas as entradas necessárias para que aconteça um evento devem

ser analisadas e registradas antes de se passar para um outro evento.

- Completar cada nível antes de iniciar a análise do próximo nível


2. Construção da árvore de falhasRegras básicas:

e) Regra “não há entrada de evento para evento”

- as entradas devem ser adequadamente definidas como

eventos de falhas e estarem ligadas sempre através de um

portão lógico.


3. Solução da árvore de falhas

• Dificilmente será possível identificar diretamente na árvore de falhas

todas as combinações de falhas que levam ao acidente

• Assim, elas podem ser resolvidas por modelos matemáticos (álgebra de

Boole) ou resolução de matrizes

• Resultam nas séries de cortes mínimos que indicam as combinações de

falhas de equipamentos ou sistemas que podem resultar no evento

principal.


3. Solução da árvore de falhasMétodo geral:

a) Identificar exclusivamente todas as entradas ou eventos

básicos

b)Simplificar todas as entradas nos eventos básicos

c) Retirar os eventos duplicados da árvore

d)Suprimir todas as superséries (série que contém outra

série)


4. Determinar o conjunto mínimo• Pelos passos anteriores é possível chegar ao conjunto

mínimo da árvore de falhas.• Estabelece-se uma hierarquização:

– Erro humano– Falhas nos equipamento ativos– Falhas nos equipamento passivos


Evento topo


Comporta OU

Perdas de

Produção

Árvore SimplificadaÁrvore de Falhas de Perdas de Produção na

Indústria

A1


Valor numérico da probabilidade de ocorrência do evento indesejado

= A1

0,1001

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