ANÁLISE DE MODOS DE FALHAS E EFEITOS (AMFE)

ANÁLISE DE MODOS DE FALHAS E EFEITOS (AMFE)
Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC ANÁLISE DE MODOS DE FALHAS E EFEITOS (AMFE) Prof. Eduardo Lucena C. de Amorim

Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC
Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC A Análise de Modos de Falha e Efeitos (AMFE), do inglês Failure Modes and Effects Analysis (FMEA), é uma técnica para análise de riscos que consiste no exame de componentes individuais, com o objetivo de avaliar os efeitos que eventuais falhas podem causar no comportamento de um determinado sistema; é, portanto, uma análise sistemática com ênfase nas falhas de componentes, não considerando falhas operacionais ou erros humanos. 2

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC É importante ressaltar que também não é objetivo da AMFE estabelecer as combinações de falhas dos equipamentos ou a as seqüências das mesmas, mas sim estabelecer como as falhas individuais podem afetar diretamente ou contribuir de forma relevante ao desenvolvimento de um evento indesejado que possa acarretar conseqüências significativas. 3

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC A aplicação da técnica AMFE, em sistemas ou plantas industriais, permite analisar como podem falhar os diferentes componentes, equipamentos ou sistemas, de forma que possam ser determinados os possíveis efeitos decorrentes dessas falhas permitindo, conseqüentemente, definir alterações de forma a aumentar a confiabilidade dos sistemas em estudo, ou seja, diminuir a probabilidade da ocorrência de falhas indesejáveis. 4

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC OBJETIVOS Pode-se concluir que os principais objetivos da AMFE são: Revisão sistemática dos modos de falha de componentes, de forma a garantir danos mínimos aos sistemas; Determinação dos possíveis efeitos que as possíveis falhas de um determinado componente poderão causar em outros componentes do sistema em análise; Determinação dos componentes cujas falhas possam redundar em efeitos críticos na operação do sistema em análise. 5

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC A AMFE é basicamente um método qualitativo que estabelece, de forma sistemática, uma lista de falhas com seus respectivos efeitos e pode ser de fácil aplicação e avaliação para a definição de melhorias de projetos ou modificações em sistemas ou plantas industriais. 6

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC ÂMBITO DE APLICAÇÃO A AMFE pode ser utilizada nas etapas de projeto, construção e operação. Na etapa de projeto a técnica é útil para a identificação de proteções adicionais, que possam ser facilmente incorporadas para a melhoria e o aperfeiçoamento dos aspectos de segurança dos sistemas. 7

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC ÂMBITO DE APLICAÇÃO Na fase de construção a AMFE pode ser utilizada para a avaliação das possíveis modificações que possam ter surgido durante a montagem de sistemas, o que é bastante comum; por fim, para instalações já em operação a técnica é útil para a avaliação de falhas individuais que possam induzir a acidentes potenciais. 8

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC ÂMBITO DE APLICAÇÃO Em geral a aplicação da AMFE pode ser realizada por dois analistas que conheçam perfeitamente as funções de cada equipamento ou sistema, assim como a influência destes nas demais partes ou sistemas de uma linha ou processo. Em sistemas complexos o número de analistas é, normalmente, incrementado, de acordo com a complexidade e especificidades das instalações. 9

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC ÂMBITO DE APLICAÇÃO De forma geral, para se garantir a efetividade na aplicação da técnica, deve-se dispor de: Lista dos equipamentos e sistemas; Conhecimento das funções dos equipamentos, sistemas e planta industrial; Fluxogramas de processo e instrumentação (P&IDs); Diagramas elétricos, entre outros documentos e informações, de acordo com a instalação ou processo a ser analisado. 10

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO Na aplicação da AMFE devem ser contempladas as seguintes etapas: Determinar o nível de detalhamento da análise a ser realizada; Definir o formato da tabela e informações a serem apontadas; Definir o problema e as condições de contorno; Preencher a tabela da AMFE; Apontar as informações e recomendações. 11

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO O nível de detalhamento da análise a ser realizada na aplicação da AMFE, dependerá, obviamente, da complexidade da instalação a ser analisada, bem como dos objetivos a serem alcançados; assim, se a análise tiver por finalidade definir a necessidade ou não de proteções ou sistemas de segurança adicionais (redundâncias) certamente a análise deverá ser mais detalhada e criteriosa, podendo haver a necessidade de estudar cada equipamento, acessórios, interfaces, intertravamentos, etc. 12

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO O formato da tabela a ser utilizado está também associado ao tipo de análise e nível de detalhamento desejado; na seqüência estão apresentados dois tipos de tabelas, sendo o segundo, um exemplo de tabela para a aplicação da AMFEC. 13

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO A definição do problema e das condições de contorno deve contemplar a determinação prévia do que efetivamente será analisado; assim, de forma geral, como elementos mínimos devem ser considerados: A identificação da planta e/ou dos sistemas a serem analisados; O estabelecimento dos limites físicos dos sistemas, o que implica normalmente na utilização de fluxogramas de engenharia; O reconhecimento das informações necessárias para a identificação dos equipamentos e suas relações como os demais sistemas da planta a ser analisada. 14

Figura 1 – Exemplo de Tabela – AMFE
Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO Figura 1 – Exemplo de Tabela – AMFE 15

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO O preenchimento da tabela deve ser realizado de forma sistemática, propiciando assim as condições para a redução de eventuais omissões nessa atividade; para tanto, em geral, utiliza-se como referência um fluxograma de engenharia ou outros documentos adicionais, de acordo com a complexidade da instalação em análise. 16

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO Inicia-se o preenchimento da tabela, a partir do primeiro componente (equipamento) considerado de interesse para os objetivos da análise a ser realizada, seguindo o fluxo (seqüência) normal do processo até a sua etapa final, devendo-se considerar as seguintes recomendações: 17

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO Identificação adequada dos equipamentos, considerando suas denominações formais ou dados adicionais, caso necessário; Descrever adequadamente e contemplar os diferentes modos de falha em relação ao modo normal de operação de cada equipamento considerado na análise; assim, por exemplo, um modo de falha de uma válvula de controle que opera normalmente aberta, pode ser “falha em abrir ou falha fechada”; 18

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO Os analistas devem priorizar e se concentrar na análise, em especial, nas situações que possam provocar conseqüências relevantes; Para cada modo de falha identificado deve-se procurar avaliara os efeitos em outros componentes ou no sistema; por exemplo, uma falha possa gerar o vazamento de um líquido por um selo de uma bomba tem um efeito imediato ao redor desse equipamento e, caso o produto seja inflamável, poderá ocasionar um incêndio afetando outros equipamentos da situados nas imediações. 19

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO Por fim, para cada modo de falha e após a definição dos possíveis efeitos decorrentes da falha em questão devem ser apontadas eventuais recomendações, caso julgado necessário. 20

Figura 2 – Esquema Simplificado de Caixa D’ Água
Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC EXERCÍCIO A Figura 2, que segue, representa, de forma simplificada e esquemática, uma caixa d’ água de uso domiciliar, para a qual foi desenvolvida uma AMFE, de forma a se estudar as possíveis perdas decorrentes de falhas de seus componentes. 21 Figura 2 – Esquema Simplificado de Caixa D’ Água

Universidade Federal de Alagoas – UFAL Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC EXERCÍCIO A Tabela 2, apresentada na sequência, mostra a aplicação da técnica AMFE para a caixa d’ água. 22

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