Gerenciamento de Riscos Ambientais Aula 4 Curso de Pós-Graduação Lato Sensu MBA em Gestão, Auditoria e Perícia Ambiental Gerenciamento de Riscos Ambientais Aula 4 Alexandre Martins Fernandes afernandes@cena.usp.br Sorocaba Fevereiro 2010

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.

Análise de vulnerabilidade 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.

Análise de vulnerabilidade Parâmetro Probit para substâncias tóxicas Casos de liberações contínuas valor de referência: concentrações tóxicas para a probabilidade de 1% e 50% de fatalidade, tempo de exposição de pelo menos 10 minutos.

Análise de vulnerabilidade Parâmetro Probit para substâncias tóxicas Casos de liberações instantâneas valor 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.

Análise de vulnerabilidade 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.

Análise de vulnerabilidade 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.

Análise de vulnerabilidade 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.

Análise de vulnerabilidade 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).

Análise por Árvore de Falhas Etapas do método Selecionar o evento ou falha (com a probabilidade determinada); Revisão de todos os fatores intervenientes (ambiente, dados de projeto, etc) que podem contribuir para a ocorrência do evento Preparar a árvore, diagramando os eventos e falhas de modo sistemático...

Análise por Árvore de Falhas Etapas do método 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 - ....

Análise por Árvore de Falhas Etapas do método Desenvolver expressões matemáticas para cada “entrada” da árvore (Álgebra Booleana) – comportas lógicas que podem ser traduzidas em ações de adição ou de multiplicação. Determinar a probabilidade de cada evento Calcula-se a probabilidade de ocorrência do evento indesejado (expressão matemática simplificada = modelo)

Análise por Árvore de Falhas Permite: Determinar a sequência mais crítica ou provável de eventos, dentre os ramos, que levam ao “topo” Identificar falhas singulares ou localizadas, importantes no processo Descobrir elementos sensores cujo desenvolvimento possa reduzir a probabilidade de ocorrência do evento.

Análise por Árvore de Falhas Abordagem Qualitativa Árvore de Falhas de Perdas de Produção na Indústria Perdas de Produção Evento topo Perdas por parada Perdas por redução de ritmo Evento esperado, a menos que ocorra falha Condição limitante Comporta OU Evento não desenvolvido Evento ou falha primária

Análise por Árvore de Falhas Abordagem Quantitativa Árvore de Falhas de Perdas de Produção na Indústria Perdas de Produção Evento topo A1 Perdas por parada Perdas por redução de ritmo Evento esperado, a menos que ocorra falha A2 A6 Condição limitante Comporta OU A3 X1 A7 A8 Evento não desenvolvido A4 A5 X7 X8 X9 X10 X11 Evento ou falha primária An = adição Xn = entrada ou falha primária X2 X3 X4 X5 X6

Análise por Árvore de Falhas As falhas e defeitos dos equipamentos e sistemas descritos podem ser agrupados em três classes: Falhas e defeitos primários Falhas e defeitos secundários Falhas e defeitos de comandos

Análise por Árvore de Falhas Falhas e defeitos primários Ocorrem 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

Análise por Árvore de Falhas Falhas e defeitos secundários Ocorrem 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

Análise por Árvore de Falhas Falhas e defeitos de comandos Ocorrem 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.

Análise por Árvore de Falhas Etapas na construção de uma árvore de falhas: Definição do problema Construção da árvore de falhas Solução da árvore de falhas Determinação do conjunto mínimo

Análise por Árvore de Falhas 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

Análise por Árvore de Falhas 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)

Análise por Árvore de Falhas Construção da árvore de falhas Regras básicas: Registrar o evento de falha - escrever o evento dentro do símbolo correspondente; em separado escrever como, onde e quando aconteceu. 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

Análise por Árvore de Falhas Construção da árvore de falhas Regras básicas: Regra “sem milagres” - o funcionamento normal do equipamento provoca uma sequência de falhas, então o equipamento funciona normalmente. 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

Análise por Árvore de Falhas Construção da árvore de falhas Regras básicas: 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.

Análise por Árvore de Falhas 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.

Análise por Árvore de Falhas Solução da árvore de falhas Método geral: Identificar exclusivamente todas as entradas ou eventos básicos Simplificar todas as entradas nos eventos básicos Retirar os eventos duplicados da árvore Suprimir todas as superséries (série que contém outra série)

Análise por Árvore de Falhas 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

Análise por Árvore de Falhas Árvore Simplificada Árvore de Falhas de Perdas de Produção na Indústria Perdas de Produção Evento topo A1 Comporta OU Evento ou falha primária

Análise por Árvore de Falhas Valor numérico da probabilidade de ocorrência do evento indesejado = A1 0,1001