CURSO AQR Universidade

GERNCIA DE RISCOS

Anlise Qualitativa e Quantitativa de

Riscos Industriais

AQR

Prof. Dr. Carlos Enrique de M. Jernimo

[email protected]

JULHO - 2015

CONTEDO PROGRAMTICO

Tcnicas de Anlise Quantitativa de Riscos Industriais.

- Conceituao de Risco

- Tcnicas selecionadas de anlise de

freqncia de falhas e de cenrios:

- Confiabilidade, Disponibilidade;

- rvore de falhas;

- rvore de eventos: ETA.

- Tcnicas de anlise de conseqncias:

Modelos de Fontes;

Modelos de Disperses;

Modelos de Incndios;

Modelos de Exploses;

Modelos de Vulnerabilidade.

- Exemplos de Aplicao

BLOCKSIM 8

PHAST RISK 6.6

ALOHA 5.4.3

Software

Temas recomendados

FABIG Fire and Blast Information Group

http://www.fabig.com

OGP International Association of Oil & Gas Producers

http://www.ogp.org.uk pesquisar risk assessment data directory

CETESB

http://www.cetesb.sp.gov.br/

TNO

ANLISE DE RISCOS AMBIENTAIS

Alguns Conceitos

O que

Risco?


Alguns Conceitos

RISCO

Probabilidade de que um evento

esperado ou no esperado se torne realidade.

Idia do ocidente


Alguns Conceitos

RISCO

Traduo de hazard.

Escolha justificada na medida que o risco considera os componentes

antropognicos e a noo de possibilidade de perigo.

Etimologia da palavra, risco est ligado aos termos latinos risicu e

riscu, ligados por sua vez a resecare, que significa cortar.

Sentido apropriado ao hazard, pois este significa uma ruptura numa

continuidade, como um risco, contendo a idia de corte-ruptura.

Sair do comum


Alguns Conceitos

RISCO

Traduo de hazard.

No h uma palavra correspondente em portugus (ou em outras

lnguas latinas, como o Espanhol e o Francs) que exprima o verdadeiro

significado desta palavra.

O que estar em risco? estar suscetvel ocorrncia de um hazard.Portanto, pode-se entender o termo hazard como sinnimo de ameaa

ou perigo, enquanto risk refere-se existncia conjunta de ameaa (ou

perigo) e vulnerabilidade.

Marandola Jr. e Hogan, 2003


Alguns Conceitos

RISCO

Objeto social definido como a percepo do perigo, da catstrofe

possvel.

Existe apenas em relao a um indivduo e a um grupo social ou

profissional, uma comunidade, uma sociedade que o apreende por meio

de representaes mentais e com ele convive por meio de prticas

especficas.

Veyret , 2007

RISCO MEIO ANTRPICO


Alguns Conceitos

RISCO

Medida da perda econmica e/ou danos a vida humana funo da

combinao entre a freqncia de ocorrncia e a magnitude de um

evento indesejado.

Feliciano Filho , 2006

RISCO MEIO ANTRPICO

Risco a probabilidade de ocorrncia de um certo nvel de impacto

Risco x Perigo

Andar sobre um muro representa um perigo.

Andar sobre aquele muro implica num risco de x% de cair e quebrar um membro.


Alguns Conceitos

Perigo?

Risco ?

Cho


Alguns Conceitos

Como determinar o risco?

Risco pode ser determinado quando todos resultados

possveis e suas respectivas probabilidades de

ocorrer so conhecidos.

Incerteza existe quando todos os possveis resultados

so conhecidos, mas as probabilidades de ocorrncia

so desconhecidas.


Alguns Conceitos


Alguns Conceitos

RISCO

R = P x CR = Risco

P = Probabilidade

C = Consequncias

Derivaes so difundidas por vrios autores no Brasil e no exterior:

Varnes,1985;

Cerri, 1993;

Cerri e Amaral, 1998;

Fernandes e Amaral, 2000.

Essa concepo tambm considerada pela Poltica Nacional de

Defesa Civil (BA SIL, 1994), aprovada pela Resoluo N 02 de 12 de

dezembro de1994 do Conselho Nacional de Defesa Civil,


Alguns Conceitos

RELAO COM O RISCO

Situao de risco caracterizada pela presena simultnea (ou pela

interao) de dois componentes: AMEAA E VULNERABILIDADE

Ameaa

Relacionada s condies fsico-naturais do terreno ou da rea

ocupada, indicando sua maior ou menor suscetibilidade ocorrncia de

fenmenos que podem colocar o homem em situao de perigo, como

os escorregamentos, as inundaes, os terremotos, os furaces etc.

Vulnerabilidade

Diz respeito s condies objetivas e subjetivas de existncia,

historicamente determinadas, que originam ou aumentam a

predisposio de uma comunidade a ser afetada pelos possveis danos

decorrentes de uma ameaa


Alguns Conceitos

RELAO COM O RISCO

Vulnerabilidade

Ponto fraco, ou falho em um sistema qualquer. Geralmente est

relacionado a uma deficincia.

Ameaa

Est relacionada a uma vulnerabilidade, podendo ento se aproveitar

dela. Pode acontecer ou no.


Alguns Conceitos


Alguns Conceitos

RELAO COM O RISCO

Situao de risco caracterizada pela presena simultnea (ou pela

interao) de dois componentes: AMEAA E VULNERABILIDADE

O risco uma situao ou uma condio.Marandola Jr. e Hogan, 2004

O que seria a vulnerabilidade?

O que seria ameaa?

O que seria o risco?


Alguns Conceitos

RISCO x PERIGO

R = f (M, P) => PERIGOSR = Risco

M = Magnitude

P = Probabilidade


Alguns Conceitos

AGENTES DO RISCO

Aspectos Ecolgicos

Segurana Ambiental

Gesto de Riscos

A

A natureza engendra

riscos maiores;

Catstrofes com

terremotos, vulces e

inundaes

A

A Cincia e a Tcnica

engendra riscos

maiores;

Surge a Cindnica(Cincia do perigo)

A

Conceito de riscos no-

eliminveis;

(Progresso gera risco)

Conceito de Risco Zero

cai


Alguns Conceitos

DIMENSES E SUBDIMENSES DO RISCO


Alguns Conceitos

TIPOS DE RISCO

Identificao

do Perigo

Caracterizao

do Risco

Avaliao da

Exposio

Avaliao dos

Efeitos

Classificao do Risco

Anlise

Riscos/ Benefcios

Reduo do Risco

Monitoramento

AV

ALIA

OG

ESTO

Quais os

principais

fatores no

gerenciamento

do risco?


Gerenciamento do Risco


Gerenciamento do Risco

Fatores de Gerenciamento do Risco

Probabilidade de ocorrncia do risco;

Impacto do risco;

Perda esperada do risco;

Situao do risco;

Estratgia de resposta;

Planejamento de Resposta;

Interfaces da Avaliao e Gesto de

Riscos

Avaliao &

Gesto de

Riscos

Gesto de

Produtos

Liderana &

Responsabilidade

Novos

Empreendimentos

Contingncia

Gesto de

Mudanas

Operao &

Manuteno

O QUE VOC J OUVIU FALAR SOBRE RISCO ?

Voc acha que o RISCO

apenas uma questo de

Sorte?

Conceituao - Acidente

- Evento imprevisto e indesejvel, instantneo ou no, que resultou em dano

pessoa (inclui a doena do trabalho e doena profissional), ao patrimnio (prprio ou

de terceiros) ou impacto ao meio ambiente.

- Evento no planejado e indesejvel, ou uma seqncia de eventos que geram

conseqncias indesejveis. (CETESB P4.261).

- Um evento ou srie de eventos resultando em morte, ferimentos, doenas

ocupacionais, danos ou perdas em equipamentos ou propriedade, ou dano ao meio

ambiente.

(MIL STD 882 D # 3.2.6)

- um incidente que resultou em ferimento, doena ou fatalidade.

(OHSAS 18001:2007 # 3.9 Note 1).

Conceituao - Perigo

Potencial de qualquer estado da matria, evento ou circunstncia que possa causardanos s pessoas e/ou propriedades e/ou meio ambiente.

Situao com potencial de provocar leses pessoais ou danos sade, ao meioambiente ou s propriedades, ou a uma combinao destes.

Uma ou mais condies, fsicas ou qumicas, com potencial para causar danos spessoas, propriedade, ao meio ambiente ou combinao desses.(CETESBP4.261).

Qualquer condio real ou potencial que possa causar ferimentos, doenas, oumorte de pessoas; dano ou perda a um sistema, equipamento ou propriedade; ou

dano ao meio ambiente. (MIL STD 882 D # 3.2.3).

uma inerente caracterstica fsica ou qumica que tem o potencial de causar dano(a pessoas, propriedade ou o meio ambiente). (CCPS:Guidelines for HazardEvaluation Procedures, 1992).

Fonte, situao, ou ato com potencial de produzir danos em termos de ferimentosou doenas, ou uma combinao desses (OHSAS 18001:2007 # 3.6).

Conceituao - Risco

- Medida de perdas econmicas, danos ambientais ou leses humanas em

termos da probabilidade de ocorrncia de um acidente (freqncia) e

magnitude das perdas, dano ao ambiente e/ou de leses (conseqncias).

- Medida de danos vida humana, resultante da combinao entre a

freqncia de ocorrncia e a magnitude das perdas ou danos

(conseqncias). (CETESB P4.261).

- Combinao de freqncia de ocorrncia dos eventos perigosos ou

exposies e a severidade do ferimento ou doena que pode ser causada

pelo evento ou exposio. (OHSAS 18001:2007 # 3.21).

Ocorrncia

PerdasC

Tempo

OcorrnciaF

Tempo

PerdasR

Expresso matemtica da incertezaBlaise Pascal

(*19/06/1623 19/08/1662)

Embora teorias relativas ao risco e incerteza,

continuem a se desenvolver atualmente, a

contribuio pioneira de Blaise Pascal

permanece crucial para nossa compreenso da

noo de riscos. Em 1654 em troca de

correspondncias com Pierre Fermat sobre

teoria da probabilidade, Pascal influenciava

fortemente o desenvolvimento da noo

matemtica de risco.

Atividade

C1

C2

C3

C4

iii CfR

kk CfCfCfR ...2211

k

i

ii CfR1

Ci : Conseqncia associada ao evento i

fi : Freqncia de ocorrncia do evento i

Ri : Risco associado ao evento i

Fases da gesto de riscos

Anlise de riscos: Estudo quantitativo de riscos numa instalao industrial, baseado em

tcnicas de identificao de perigos, estimativa de freqncias e conseqncias, anlise

de vulnerabilidade e na estimativa de risco.

Avaliao de riscos: Processo pelo qual os resultados da anlise de riscos so utilizados

para a tomada de deciso, atravs dos critrios comparativos de riscos, para definio da

estratgia de gerenciamento dos riscos e aprovao do licenciamento ambiental de um

empreendimento.

Gerenciamento de riscos: Processo de controle de riscos compreendendo a formulao

e a implantao de medidas e procedimentos tcnicos e administrativos que tm por

objetivo prevenir, reduzir e controlar os riscos, bem como manter uma instalao operando

dentro de padres de segurana considerados tolerveis ao longo de sua vida til.

Programa de gerenciamento de riscos (PGR): Documento corporativo que define a

poltica e diretrizes de um sistema de gesto, com vista preveno de acidentes em

instalaes ou atividades potencialmente perigosas.

Fases da gesto de riscos

Gerenciamento de Risco

(controle do risco residual)

Avaliao de Risco

(critrio)

Analise de Risco

(mtodo)

Porque avaliar e gerenciar riscos?

PREVENO E CONTROLE

Superviso de Processo

Procedimento de trabalho

DETECO

Gs e Chama

BLOQUEIOS

Sistema de ESD e

Blowdown

PROTEES

Combate a incndio e

Proteo a chama

Acidentes advm de seqncia de falhas

Perdas associadas:

Vidas; Danos ambientais; Equipamentos; Materiais; Imagem; Rentabilidade; Etc.

Ao das medidas preventivas em

possveis acidentes industriais

Fre

qu

en

ci

a

Consequencias

Medidas

Preventivas

Medidas

Protetoras

(Mitigadoras)

Parametrizao do Risco

No aspecto geral, o risco a comunidade possui dois indicadores:

Risco Individual representa a fatalidade a pessoa hipottica, da comunidade,vivendo em ocupaes fixas presentes 24horas/dia, na proximidade do

empreendimento sob influncia dos efeitos acidentais;

indicador - uso do solo (conservativo)

Risco Social representa as mltiplas fatalidades que podem ocorrer nacomunidade, considerando: fraes da comunidade exposta durante o dia e

noite, fator de escape dos ocupantes, fator de cobertura, na proximidade do

empreendimento sob influncia dos efeitos acidentais.

indicador impacto social

Anlise de Risco no Brasil

Diferentemente do que houve em vrios outros pases, no Brasil, a implantao douso de estudos de anlise de risco como a conhecemos hoje no se deu atravs dosrgos de Trabalho mas pelos de Meio Ambiente, a partir de 1986.

O princpio desses estudos na regulamentao brasileira se d com a publicao da

Resoluo CONAMA 001/86, que instituiu a necessidade de realizao do EIA e do

respectivo RIMA para o licenciamento de atividades modificadoras do meio

ambiente.

O Estudo de Anlise de Riscos, que no est explicitado nessa resoluo, passou aser incorporado nesse processo de licenciamento (como parte integrante do EIA)para determinados tipos de empreendimentos, de forma que, alm dos aspectosrelacionados com a poluio, tambm a preveno de acidentes operacionais fossecontemplada no processo de licenciamento.

CETESB. Manual de orientao para a elaborao de estudos de anlise de riscos.

So Paulo, 1994.

FEEMA. Manual de orientao para a elaborao de estudos de anlise de riscos.Rio de Janeiro, Outubro 1996.

Anlise de Riscos nos Planos de Emergncia

Plano de Emergncia Individual (PEI): Documento que define as responsabilidades,diretrizes e informaes, visando a adoo de procedimentos tcnicos eadministrativos, estruturados de forma a propiciar respostas rpidas e eficientes emsituaes emergenciais em diversos cenrios.

objeto de exigncia da Resoluo CONAMA n 398/2008 (forma revista daResoluo CONAMA 293/2001) : Dispe sobre o contedo mnimo do Plano deEmergncia Individual para incidentes de poluio por leo em guas sob jurisdionacional, originados em portos organizados, instalaes porturias, terminais, dutos,sondas terrestres, plataformas e suas instalaes de apoio, refinarias, estaleiros,marinas, clubes nuticos e instalaes similares, e orienta a sua elaborao .

O artigo 5, inciso III da Resoluo CONAMA 398/2008, estabelece que, entre outrosaspectos, o PEI da instalao dever ser elaborado de acordo com as orientaesdos resultados da anlise de risco da instalao e na mesma resoluo, em seuartigo 6, inciso I, o PEI dever ser reavaliado pelo empreendedor, entre outrassituaes, quando a atualizao da anlise de risco da instalao recomendar.

NR-20 Segurana e Sade no Trabalho com Inflamveis e Combustveis novareviso de 29-Fev-2012. H demandas para estudo de risco ficando o escopo a serdefinido pelo analista.

Anlise de riscos nos estados brasileiros

Estabelecimento de critrios de tolerabilidade feito diferentemente em cada estado.

So Paulo CETESB

Rio de Janeiro INEA (ex-FEEMA)

Rio Grande do Sul FEPAM

Minas Gerais FEAM

Bahia INEMA (ex-CRA)

Critrios de Risco Individual

Os critrios de risco individuais so destinadas a mostrar que os trabalhadores oumembros do pblico no esto expostos a riscos excessivos. Eles esto em grande

medida independente do nmero de pessoas expostas e, conseqentemente, podem

ser aplicados a um vasto leque de atividades.

Risco individual calculado atravs da identificao de todas as fontes de riscosde letalidade a um dado indivduo, resultante da contribuio de cada fonte e, em

seguida, adicionando esses dar o risco global.

Tipicamente para os trabalhadores da indstria de leo, gs e petroqumica as fontes

primrias de risco so:

Ocupacional Por exemplo: Escorreges, e quedas, afogamentos

Transportes Por exemplo: Acidentes rodovirios e acidentes areos

Relacionados aos hidrocarbonetos Por exemplo: Perda de contenoproduzindo emisses txicas, incndios ou exploses

Os critrios de risco individuais so mais comumente expressa na forma de riscoindividual por ano (IRPA). Hoje, para esse critrio de IRPA, os valores apresentados

a seguir so geralmente considerados internacionalmente aplicveis para indstrias

perigosas.

Critrio de risco individual - HSE

(*) ALARP: To baixo quanto razoavelmente praticvel provm do ingls As Low As Reasonable Practicably

Princpios filosficos para a estabelecer

critrios de tolerncia ao risco

Diversos princpios filosficos so empregados para estabelecer critrios de tolerncia ao risco:

O princpio ALARP: To baixo quanto razoavelmente praticvel (As low as reasonablypracticable) Este princpio considera que os riscos que se situem na regio delimitada por um valorde risco considerado no tolervel (limite superior) e um valor de risco considerado como tolervel(limite inferior) devem ser reduzidos de forma a atingir um valor to baixo quanto razoavelmentepraticvel, em uma relao custo- benefcio.

O princpio da precauo Este princpio afirma que na ausncia da certeza cientfica formal, existncia de umrisco de um dano srio ou irreversvel requer a implementao de medidas que possam prever este dano.

O princpio MEM: Mnima mortalidade endgena (Minimum endogeneous mortality) um princpiobaseado no risco absoluto que prope que o risco devido a um novo sistema no deve aumentar significativamente ovalor do mnimo endgeno mortalidade para um indivduo expostos aos sistemas tecnolgicos (definidos comoentretenimento, esportes, atividades do tipo faa voc mesmo, transportes) e excluindo-se as mortes poradoecimento, doenas ou ms formaes congnitas)

O princpio GAMAB: To bom quanto o j existente (Globalement au moins aussi bon) Prope que todonovo sistema deve oferecer um nvel de risco global to bom quanto o dos sistemas equivalentes j existentes.

No existe uniformidade na adoo de princpios filosficos para o estabelecimento de critrios detolerncia ao risco, o que evidencia sua natureza complexa e multifacetada.

CRITRIOS DE ACEITAO SP e BA

Na regio ALARP, o empreendedor deve

comprovar que est aplicando as melhores

tcnicas de reduo dos riscos, em nada

impedindo a instalao por esta questo.

HS

E

INE

A

CE

TE

BE

S

INE

MA

AL

AR

P

AL

AR

P

AL

AR

PA

LA

RP

Industria

PopulaoInst. Exist.

Inst. Novas

1E-3

1E-4

1E-5

1E-6

1E-7

Critrios de Risco Individual

E o IDEMA?

GNV: Requisitado AQR

Elicas: Em anlise.

Estatstica de Fatalidade

Dados para o Reino Unido, fonte HSE 2001

Nota: Causas de fatalidade para toda populao 1999

Nota: fatalidade por tipo de industria

Representao do Risco Individual

Objetivo do RI atendimento a poltica de uso

do solo

ndice de risco individual

Uma medida do risco individual o IRI: ndice de risco individual, o qualtem por expresso analtica a seguinte:

Onde:

fi (x,y): a freqncia de ocorrncia de dano pelo i-simo evento acidentalde interesse no ponto B(x,y) e expressa em (1/ano ou ano-1);

Pfi (x,y): a probabilidade de que a exposio ao efeito do i-simo eventoacidental provoque o dano F no ponto B(x,y).

Os valores de fi (x,y) e Pfi (x,y) vm respectivamente da anlise defreqncia da ocorrncia do evento i, e da anlise de conseqncia domesmo evento.

),(),(),( yxPyxfyxIRI fiiI


A freqncia de ocorrncia do evento i por vezes uma funo de quatrofatores, com a seguinte expresso:

Onde:

fi (x,y): a freqncia de ocorrncia de dano pelo i-simo evento acidentalde interesse no ponto B(x,y) e expressa em (1/ano ou ano-1);

Fi : a freqncia de ocorrncia do i-simo evento acidental de interesseno ponto B(x,y) e expressa em (1/ano ou ano-1);

Po,i : a probabilidade de ocorrncia do efeito considerado no pontoB(x,y).

Poc,i (x,y): a probabilidade de que o vento esteja soprando na direoque provoque o dano F no ponto B(x,y).

Pp : a probabilidade de que o indivduo esteja presente no ponto B(x,y)no instante em que o evento acidental i ocorre.

),(),(),( ,, yxPyxPPFyxf piocioii


Assim o ndice de risco individual pode ser obtido pela seguinteexpresso:

Risco social

Em geral, o impacto social e financeiro na sociedade e industria tende a sermais grave devido s mltiplas fatalidades num nico evento.

Embora tais eventos de baixa freqncia e alta conseqncia possamrepresentar um risco muito pequeno para um indivduo isoladamente, eles

podem ser encarados como eventos inaceitveis quando um grande

nmero de pessoas esto expostas.

Esses acidentes podem impactar significativamente o valor para osacionistas, em alguns casos, a empresa pode nunca se recuperar.

Critrios de risco social podem ser definidos para limitar o risco deacidentes graves e contribuem no estabelecimento de medidas que ajudem

na meta de reduo dos riscos sociais tais como: restries s atividades

concorrentes ou utilizao do solo, reforo de salvaguardas de engenharia,

melhoria de caractersticas construtivas ou de segurana.

A seguir so apresentados alguns critrios de risco social amplamenteutilizados.

Risco Social: curva FN

Esta parametrizao de risco social conhecida por curva FN, e h vrioscritrios a depender da organizao reguladora (Estado ou Empresa). A

curva FN um diagrama referente ao risco social que determina-se pela

plotagem num plano cartesiano em escala logartmica no eixo da

ordenadas: a freqncia acumulada anual de acidentes com at N

fatalidades e no eixo das abscissas tambm em escala logartmica a

intensidade de conseqncias expressa em nmero de fatalidades.

O critrio pode ser definido por duas retas paralelas que limitam as trsregies do grfico: Intolervel, Tolervel e ALARP.

Risco Social: curva FN - exemplo

Critrios de Risco Social de pases

selecionados

No existe norma internacional

que defina os limites da curva

FN, pois seus limites dependem

do escopo da atividade que

est sendo avaliada.

A ttulo de ilustrao da

diversidade de critrios de risco

social pelo mundo, so

apresentados os formatos das

curvas FN dos seguintes

pases:

- Reino Unido;

- China (Hong Kong);

- Dinamarca;

- Holanda.

Critrios de Risco Social (plantas): Curvas FN

dos estados de SP, RJ, BA, RS

Critrio de risco social: Curva FN da Sua

O critrio de risco social suco, inclui no

apenas as fatalidades, mas tambm: o

nmero de pessoas feridas; a contaminao

de guas superficiais; o suprimento de gua

potvel; a contaminao de solos frteis;

Danos propriedade.

Amplitude de dano

Fatalidades

guas superficiais contaminadas (Volume m3)

guas superficiais contaminadas (rea km2)

Suprimento de gua potvel (pessoa.ms)

Solo frtil contaminado (rea anual km2)

Danos propriedade (Milhes de CHF Indexstand1996)

ndice de risco social

O ndice de risco social calculado de modo semelhante ao riscoindividual, considerando no entanto o nmero de pessoas efetivamente

expostas.

O ndice de risco social no se refere a um ponto singular de umadeterminada rea, mas rea considerada como um todo.

Na prtica este ndice de risco social, para um dado evento acidentalfornece o nmero de pessoas que sofre o dano considerado, e pode ser

calculado pela seguinte expresso:

yx

fipiocioEi PyxPyxPPyxNN,

,, ),(),(),(


Ni: o nmero de pessoas que sofre o dano F considerado ao i-simoacidente;

NE (x,y): o nmero de pessoas presentes e expostas ao i-simo eventoacidental;

Po,i: a probabilidade de ocorrncia do efeito considerado no ponto B(x,y).

Poc,i(x,y): a probabilidade de que o vento esteja soprando na direo queprovoque o dano F no ponto B(x,y).

Pp(x,y): a probabilidade de que o indivduo esteja presente no pontoB(x,y) no instante em que o evento acidental i ocorre.

Pfi(x,y): a probabilidade de que a exposio ao efeito do i-simo eventoacidental provoque o dano F no ponto B(x,y).

yx

fipiocioEi PyxPyxPPyxNN,

,, ),(),(),(


Pode-se calcular o valor da freqncia Fi [ano-1] de ocorrncia do i-simaevento, para cada um dos acidentes e a partir destes valores, possvel

calcular a freqncia acumulada FN, que a freqncia com que um

acidente (qualquer) pode causar um nmero de pessoas mortas igual ou

superior a N pela seguinte expresso:

A partir dos pares de valores Ni e FN , pode-se elaborar as curvas FN de risco socialj vistas

NNiI

iN FF:

Outras medidas do risco social

Uma das mais antigas medidas simples de sociedade de risco o potencial de perda de vidas (PLL), a qual definida como a valor

esperado do nmero de mortes por ano:

fNdij : a funo densidade de probabilidade do nmero de mortes resultantes da atividade i no lugar j em um ano

Estudiosos prope que a rea sob a curva FN seja uma medida simples de risco social. Embora isto no seja imediatamente evidente, pode ser provado matematicamente que a rea sob a curva FN igual ao valor esperado do nmero de mortes.

Risco Individual (RI) vs. Risco Social (RS)

Considerando-se as mesmas fontes e intensidades de perigos tem-se:Risco Individual RI(rk )A = RI(rk )B ; {kN} / Risco Social RSA < RSB ; A

FAR Fatal Accident Rate

FAR N. de fatalidades por 108 horas de exposio do trabalhador

Corresponde exposio ao trabalho de 1000 trabalhadores perfazendo2000h/ano por 50 anos, vindo este tempo cumulativo de trabalho perfazer

108 horas.

FAR o numero destes 1000 trabalhadores que morrero durante sua vidatil de servio de 50 anos.

risco ao exposio 10

.8horas

sfatalidadeesperadonFAR


Como converter FAR em RI

FAR = 5

Report performance OGP 2010

anoERI /4150

1.

1000

5

Prob. de fat.

Freq. Por ano

Processo de Anlise, Avaliao e Gerenciamento de

Riscos

O triangulo do perigo

A atividade industrial cercada dos mais diferentes perigos, masparticularmente a indstria de processos, entre as quais inclui-se a de leo

e gs, determinadas caractersticas combinadas tem um potencial

considervel de produzir acidentes de consequncias ampliadas.

Acidentes tpicos na indstria de leo e gs

Vazamentos: Liberaes de lquidos, gases ou vapores

Disperses: Plumas e bufadas de gases txicos e/ou inflamveis;

Incndios: Incndio em poa (pool fire); Ebulio e transbordamento (Boilover,slopover, frothover); Jato de fogo (Jet fire); Bolas de fogo (Fire ball);

Exploses: Exploses de nuvens de vapor no confinadas (UVCE Unconfinedvapour cloudexplosion); Exploso de vapor de lquido em ebulio

(BLEVE Boilingliquid expandedvapour explosion).

Outros fenmenos: Blowout e kick de poo de petrleo, Colises comembarcaes, Rollover de GNL, reaes descontroladas (runaway reactions).

Pool fire Jet fire Fireball

Limitaes Intrnsecas da Anlise de Riscos

A avaliao de risco, se utiliza de anlises baseadas em experincia ou em

mtodos preditivos, e est sujeita a uma srie de limitaes prticas.

Os gestores devem perceber que a qualidade de quaisquer decises com

base em estudos de risco tero resultados diretamente relacionados com

a sua apreciao das limitaes de tais estudos.

Algumas destas limitaes podem ser relativamente pouco importantes para

um determinado estudo, dependendo de seus objetivos, enquanto outras

podem ser minimizadas atravs de cuidados na execuo e por uma

limitao das expectativas sobre a aplicabilidade dos resultados.

No entanto, profissionais e usurios destes estudos devem considerar estas

limitaes quando contratando, executando, e utilizando os resultados de

um estudo de anlise de riscos.


A existncia dessas limitaes no deve ser motivo para rejeitar o uso detcnicas avaliao de risco.

Aprender com a prpria experincia pode ser aceitvel se asconseqncias de um acidente so pequenas. Porm, como asconseqncias de eventuais acidentes nem sempre so pequenas, daruma perspectiva emprica ao risco tendo que experimentar acidentesde alta conseqncia no uma deciso aceitvel.

As tcnicas de anlise de risco podem ajudar os analistas a encontrarformas de reduzir tanto as causas quanto as conseqncias deocorrncias que ameacem a vida.

Desta forma, as tcnicas de anlise de risco podem constituir a base parauma boa relao custo-eficcia e de gesto de risco de programa.

Aplicaes da avaliao e gesto de riscos na

Indstria

avaliao e gesto de riscos operacionais relacionados a SMS aplicvel nas seguintessituaes:

a) em atividades e operaes em andamento;

b) de produtos existentes, durante todo o seu ciclo de vida;

c) em instalaes existentes, durante todo o seu ciclo de vida;

d) em novas instalaes e empreendimentos, desde a fase de concepo e durantetodo o seu ciclo de vida;

e) de novos produtos desde a fase de concepo e durante todo o seu ciclo de vida;

f) em novas atividades e operaes desde a fase de concepo e planejamento,durante todo o seu andamento e at o seu encerramento;

g) em instalaes que forem retiradas de operao (parcial ou total, temporria oudefinitiva), com desmontagem ou no dessas instalaes;

h) em atividades ou operaes suspensas, total ou parcialmente, temporria oudefinitivamente;

i) em mudanas de instalaes, pessoas ou tecnologia;

j) na elaborao e reviso de planos de emergncia;

k) aos ativos adquiridos de outras empresas, incluindo instalaes, operaes ouatividades;

l) nos processos de aquisio de ativos.

Situaes que requerem anlises quantitativas de

riscos

As anlises quantitativas tambm podero ser utilizadas como complemento dos

estudos qualitativos de riscos, em situaes tais como:

a) para subsdio ao melhor entendimento das conseqncias de eventosindesejados, visando, por exemplo, a melhor determinao de meios de

deteco e proteo;

b) quando anlises histricas dos cenrios acidentais e/ou o julgamentoprofissional da equipe de estudo sugerem sua necessidade, visando

quantificar o risco fora de trabalho, s comunidades e ao meio

ambiente;

c) nos casos onde h incertezas quanto aos riscos oferecidos, seja pelofato de o projeto apresentar maior complexidade que o usual, ou ainda

em funo da utilizao de novas tecnologias;

d) nos cenrios de severidade IV mencionados em 7.2.3.1.

Metodologia para anlise quantitativa de riscos

EXERCCIO

75

A SR surgiu a partir da necessidade de se determinar qual foi

o agente diretamente responsvel por um evento.

Tcnica de Identificao ordena os riscos pela importncia

ou gravidade.

Tm-se:

Risco Principal (responsvel direto pelo dano);

Riscos (ou risco) Iniciais que originam a srie;

Riscos Contribuintes.

Uma vez obtida a srie, cada risco analisado em termos das

possveis inibies que podem ser aplicadas a cada caso.

TCNICA SRIE DE RISCO (SR)

76

TCNICAS DE IDENTIFICAO DE PERIGOS, ANLISE E AVALIAO DE RISCOS

TCNICA SRIE DE RISCO (SR)

TIPO: Anlise geral, qualitativa.

APLICAO: Anlise A PRIORI e acidentes.

OBJETIVOS: Inibir sequncias de fatos catastrficos ou sua

repetio.

PRINCPIOS/METODOLOGIA: Analise de sequncia de eventos

por relao causa efeito com metodologia prpria incluindo

inibies a cada elemento da srie.

77


TCNICA DE INCIDENTES CRTICOS (TIC)

BENEFCIOS E RESULTADOS: Descrio do fenmeno,

determinao de um elenco de inibies, determinao de causas

remotas ou iniciais da sequncia.

OBSERVAES: Indicado na analise de acidentes. Bom

potencial para analise A PRIORI, como preveno de fatos catastrficos. Simplicidade que permite o envolvimento de

pessoal operacional qualificado e administrativo.

78


Obs.: A ponta das

setas caminham

sempre aos danos.

Exerccio (SR): O CASO DO JOO

Joo estava furando um cano. Para executar o servio se equilibrava em cima deumas caixas em forma de escada. Utilizava uma furadeira eltrica porttil. Ele j haviafeito vrios furos e a broca estava com fio gasto; por esta razo Joo estava forando apenetrao da mesma.

Momentaneamente, a sua ateno foi desviada por algumas fascas que saiam docabo de extenso, exatamente onde havia um rompimento que deixava a descoberto osfios condutores da eletricidade.

Ao desviar a ateno, ele torceu o corpo, forando a broca no furo. Com a pressoele quebrou e, neste mesmo instante, ele voltou o rosto para ver o que acontecia, sendoatingido por um estilhao de broca em um dos olhos. Com um grito, largou a furadeira,ps as mos no rosto, perdeu o equilbrio e caiu.

Um acontecimento semelhante, ocorrido h um ano atrs, nesta mesmaempresa, determinava o uso de culos de segurana na execuo desta tarefa.

O culos que Joo devia ter usado estava sujo e quebrado, pendurado em umprego.

Segundo o que o supervisor dissera, no ocorrera nenhum acidente nos ltimosmeses e o pessoal no gostava de usar culos; por essa razo, ele no se preocupava emrecomendar o uso dos mesmos nestas operaes, porque tinha coisas mais importantesa fazer.

Qual a Anlise?

Qual a causa desse acidente?

O que falhou na gesto?

Como poderia ter sido evitado?

81

Descrio do processo de gerenciamento de riscos

82

Tcnicas Inerentes a cada etapa


WHAT-IF (WI)

Anlise Preliminar de Risco (APR) ou

Perigos (APP).

ANLISE DE MODOS DE FALHA E EFEITOS

(AMFE)

ANLISE DE OPERABILIDADE DE PERIGOS -

HAZard and OPerability Studies (HAZOP)

ANLISE DE RVORE DE EVENTOS (AAE)

Perigo (Hazard): umaou mais condies deuma varivel compotencial para causardanos

Risco (Risk): Expressauma probabilidade depossveis danos dentro deum perodo especfico detempo ou nmero de ciclosoperacionais,

Anlise por Diagrama de Blocos (ADB)Anlise de Causas e Conseqncias (ACC)ANLISE DE RVORE DE FALHAS (AAF)Management Oversight and Risk Tree (MORT)

83


TCNICA DE INCIDENTES CRTICOS (TIC) WHAT-IF (WI)

84



TIPO: Anlise operacional, qualitativa.

APLICAO: Fase operacional de sistemas e tratamento dos

riscos que representam.

OBJETIVOS: Deteco de Incidentes e Tratamento dos Riscos

que representam.

PRINCPIOS/METODOLOGIA: Obteno de dados sobre os

incidentes crticos atravs de entrevistas com observadores-participantes de uma amostra aleatria estratificada.

85


BENEFCIOS E RESULTADOS: Elenco de Incidentes Crticos

presentes no sistema. Preveno e correo dos riscos Antes

que os mesmos se manifestem atravs de eventos catastrficos.

OBSERVAES: Simplicidade de aplicao e flexibilidade.

Obteno de informaes sobre os riscos que no seriam

detectveis por outras formas de investigao.

86


TCNICAS DE IDENTIFICAO DE PERIGOS

What-if / Checklist (WIC)

O que aconteceria se?

E se?

87


WHAT-IF (WI) / CHECKLIST

Tipo: Anlise Geral, Qualitativa

APLICAO: Ideal como primeira abordagem na anlise de

riscos de processo, inclusive na fase de projeto ou pr-

operacional.

OBJETIVOS: Identificao e tratamento de riscos.

88



PRINCPIOS / METODOLOGIA: O WIC um procedimento de

reviso de riscos de processos que se desenvolve atravs de

reunies questionamento de procedimentos, instalaes etc.., de

um processo, gerando tambm solues para os problemas

levantados. Utiliza-se de uma sistemtica tcnico-administrativa

que inclui princpios de dinmica de grupos. O WIC, uma vez

utilizado aplicado periodicamente.

89



BENEFCIOS E RESULTADOS: Reviso de um largo espectro de

riscos. Consenso entre as reas de atuao (produo,

processo, segurana) sobre a operao segura da planta. Gera

um relatrio detalhado, de fcil entendimento, que tambm um

material de treinamento e base de revises futuras .

OBSERVAES: O WIC possui uma estruturao e sistemtica

capaz de ser altamente exaustivo na deteco de riscos.

Excelente como primeiro ataque de qualquer situao, seja j

operacional ou no, sua utilidade no est limitada s empresas

de processo.

Atividade

O que

aconteceria se? Causas Conseqncias

Observao e

Recomendao


TCNICAS DE IDENTIFICAO DE PERIGOS

WHAT-IF (WI) / CHECKLIST - Planilha

Verificar se os registros esto fechados; Drenar reservatrios; Verificar correias de transmisso; Definir o nvel de leo do cabeote; Armar o disjuntor e ligar a botoeira Aguardar enchimento do reservatrio e desligar o compressor; Abrir registro de sada de ar; Posicionar e regular a presso na posio desligar; Encher o pneu.

EXEMPLO DE APLICAO DA METODOLOGIA


Seqncia de atividades que teramos que fazer paraacionar o compressor para encher o pneu de ar.

1. Liste a sequncia de atividades, para lavar 5 kg de roupa utilizando alavadora de roupa automtica.

2. Utilizando a planilha WI, indique na primeira coluna da planilha cada umadas atividades listadas no item anterior.

3. Para cada uma das atividades faa a pergunta O que aconteceria se . . . ? epreencha todas as outras colunas da planilha.

EXERCCIOConsidere e Atividade: Lavar roupa

utilizando a mquina lavadora automtica

Atividade O que

aconteceria se?

Causas Conseqncias Observao e

Recomendao

Seleo

de roupas

Fossem

misturadas roupas

claras com

escuras

Falta de

critrio ou

conhecimento

Roupas escuras

com fiapos claros

Roupas claras

manchadas de

escuro

Criar critrio de separao

entre roupas claras e escuras

e instruir o responsvel ela

atividade

Seleo

de roupas

Fossem

misturadas roupas

boas e ruins

Falta de

critrio ou

conhecimento

Roupas boas sujas

por fiapos

Criar critrio de separao

entre roupas boas e instruir o

responsvel pela atividade

Continuar o exerccio . . . . .

60 Minutos

94

APR

Anlise Preliminar de Risco

PHA

Preliminary Hazard Analysis

APP

Anlise Preliminar de Perigo

95


ANLISE PRELIMINAR DE RISCOS (APR)

Tipo: Anlise Inicial, Qualitativa

APLICAO: Fase de projeto ou desenvolvimento de qualquer

novo processo, produto ou sistema.

OBJETIVOS: Determinao de Riscos e medidas preventivas

antes da fase operacional.

96


PRINCPIOS / METODOLOGIA: Reviso geral de aspectos de

segurana atravs de um formato padro, levantado-se causas e

efeitos de cada risco, medidas de preveno ou correo e

caracterizando-se os riscos para priorizao de aes.

BENEFCIOS E RESULTADOS: Elenco de medidas de controle de

riscos desde o incio operacional do sistema. Permite revises de

Projeto em tempo hbil no sentido de maior segurana. Definio

de responsabilidade no controle de riscos.

97



OBSERVAES: de grande importncia para novos sistemas de

alta inovao. Apesar de seu esforo bsico de anlise inicial

muito til como reviso geral de segurana em sistemas j

operacionais, revelando aspectos as vezes despercebidos

Risco Causa Efeito Cat. de

Severidade

Medidas Preventivas

ou Corretivas

Resp.

Acidente

com

veiculo

Inabilidade

Falta de

ateno

Veiculo sem

manuteno

Leso

Fratura

Morte

IV(VER TABELA

EM ANEXO)

Incentivo para

reduzir acidentes com

veculos;

Manuteno

preventiva;

Treinamentos

RH

Identificao do sistema: ____________ Data: __/___/__.

Identificao do Subsistema: _________ Reviso: 000/00.


MODELO DE PLANILHA APR

TABELA CATEGORIA DE SEVERIDADE DOS EFEITOS

PLANILHA APR

IVCATASTRFICA

Morte, incapacidade permanente total, perda doequipamento/instalaes, danos graves ao meioambiente(no recupervel), perda financeira elevada,danos elevados a imagem da empresa.

IIICRTICA

Leses graves com incapacidade parcial grave, perdaparcial do equipamento, danos srios as instalaes,grandes perdas financeiras, danos srios ao meioambiente.

IIMARGINAL

Leses com incapacidade parcial leve, danos leves aosequipamentos e instalaes, danos ao meio ambientefacilmente recupervel, perdas financeiras indiretas epequenas.

IDESPREZIVEL

Leses leves (tratamento mdico e retorno imediato aotrabalho), danos leves aos equipamentos, no prejudicialao meio ambiente.

Utilizar a planilha da APR. Analisar os riscos. Situao: sozinho no seu carro, no acostamento e na

rodovia. Atitudes: descer do carro, pegar o macaco e o estepe. Quais riscos o motorista est correndo? Quais as causas desses riscos? Quais os riscos quais os nveis de severidade? Que controles deveria ter para impedir que esses perigos

ocorressem?

EXERCCIOConsidere e Atividade

Risco para troca de pneu em Rodovia

102

AAFAnlise de rvore de Falhas

FTAFault Tree Analysis

103

ANLISE DE RVORE DE FALHAS (AAF) - Fault Tree Analysis (FTA)

TIPO: Anlise Quantitativa / Qualitativa

APLICAO: Qualquer evento indesejado, especialmente em

sistemas complexos.

OBJETIVOS: Obteno, atravs de um diagrama lgico, do

conjunto mnimo de causas (falhas) que levariam ao evento em

estudo. Obteno da probabilidade de ocorrncia do evento

indesejado.

104


PRINCPIOS/METODOLOGIA: Seleo do evento, determinao

dos fatores contribuintes. Aplicao de dados quantitativos.

Determinao de probabilidade de ocorrncia.

BENEFCIOS E RESULTADOS: Conhecimento aprofundado do do

sistema e de sua confiabilidade. Deteco de falhas singulares

desencadeada do EC Evento Crtico e das conseqncias deeventos mais provveis. Possibilita decises de tratamento de

Riscos baseados em dados quantitativos.

105


OBSERVAES: Pode ser realizada em diferentes nveis de

complexidade. timos resultados podem ser conseguidos

apenas com a forma qualitativa de anlise. Completa-se

excelentemente com a AMFE Anlise de Modos de Falhas e Efeitos.

ESTUDO QUANTITATIVO: necessrio conhecer e relembrar

algumas definies da lgebra de Boole, desenvolvida pelo

matemtico George Boole. Atravs de lgebra Booleana so

desenvolvidas as expresses matemticas adequadas, que

representam as entradas da rvore de falhas.

106

Algumas das definies usados na anlise quantitativa da rvore de falhas.

107

Desta forma, para a rvore de falhas representada na figura, as probabilidades dos eventos, calculadas obedecendo-se s determinaes das comportas lgicas, resultam em:

E = A intersec. D

D = B unio C

E = A intersec. B unio C

P(E) = P(A intersec. B unio C)

108

ANLISE DE RVORE DE FALHAS (AAF)

Evento a ser desenvolvido

Como aplicar?AAF pode ser

executada em quatro

etapas bsicas:

definio do sistema;

construo da rvore

de falhas;

avaliao qualitativa;

avaliao quantitativa.

Exemplo de aplicaoEvento a ser desenvolvido

evento-topo

(e) Modulo ou comporta

Evento contribuinte

Evento contribuinte

SI

MBOLOGIA

A simbologia lgica de

uma rvore de falhas

EXERCCIO

Desenvolver a AAF para umacidente grave em salto depara-quedas.

40 minutos

114

HAZOP

Hazard and Operability Etudies

ANLISE DE OPERABILIDADE DE PERIGOS

Tcnica de analise de sistemas baseada em um procedimentoque gera perguntas de maneira estruturada e sistemticaatravs de um conjunto apropriado de palavras guias.

Utilizada para identificar e avaliar desvios (problemas desegurana) em uma planta de processos

Identificar problemas operacionais que, poderiamcomprometer a habilidade da planta ao atingir aprodutividade prevista no projeto.

115

NODOS DE ESTUDO: Lugares (nos desenhos de tubulao, instrumentaoe nos procedimentos), nos quais os parmetros do processo soinvestigados em busca de desvios;

INTENO: Como se espera que a planta opere, na ausncia de desvios nosnodos de estudos;

DESVIOS: Existem afastamento em relao a inteno que so descobertosmediante a aplicao sistemtica das palavras;

CAUSAS: Razes pelas quais podem ocorrer os desvios, uma vezdemonstrado que um desvio possui uma causa plausvel, ele poder sertratado como desvio significativo;

CONSEQUENCIAS: So os resultados dos desvios verificados;

PALAVRAS-GUIAS: So palavras simples, utilizadas para qualificar ouquantificar a inteno, com vistas a guiar e estimular processo de esforomental e, assim, descobrir desvios


DEFINIO DOS TERMOS HAZOP

Lista dos Parmetros tpicos de processo

Vazo (Va)

Presso (P)

Temperatura (T)

Concentrao (Cc)

Densidade (D)

pH

Contaminao (Ct)

Energia (E)

Vcuo (Vc)

Volume (Vo)

Velocidade (Ve)

Fluxo (F)

Tcnica qualitativa de anlise de sistemas baseada em um

procedimento que gera perguntas de maneira estruturada e

sistemtica atravs de um conjunto apropriado de palavras

guias.

HAZOP

HAZOP

AIChE-Guideline for Hazard Evaluation

Procedures.

Tcnica desenvolvida para seidentificar e avaliar perigos em umaplanta de processos e para seidentificar problemas operacionais que,embora no perigosos,poderiam comprometer a habilidade daplanta em atingir a produtividadeprevista no projeto.

IDIA BSICA DO HAZOP:

A Anatomia do Acidente e o HAZOP


NORMAL ANORMAL EMERGNCIA

Todos os perigos de processo

esto contidos e controlados.

Sistemas Chave:

1) Conteno Primria (tubulaes e vasos)2) BPCS (Basic Process Control System)3) Equipamentos de Processo4) Procedimentos Operacionais

Objetivos:1) Manter a planta nomodo normal deoperao.2) Otimizar a produo.

Modos de

Operao



EVENTO

INICIADOR

DESVIO

(Da condio normal

de

operao)

Modos de

Operao



EVENTO

INICIADOR

DESVIO

TEMPERATURA ALTA

Modos de

Operao

Reao Runaway levando

ruptura do VasoLoss

Event

Objetivos:

1) Retornar ao Modo Normal de Operao

2) Se no for possvel, levar a planta a um estado seguro (shut down antesque ocorra uma perda de conteno Loss Event).



EVENTO

INICIADOR

DESVIO

TEMPERATURA ALTA

Modos de

Operao

Reao Runaway levando

ruptura do VasoLoss

Event

Objetivos:

O objetivo passa a

ser a minimizao

dos danos e perdas.

MITIGAO



EVENTO

INICIADOR

DESVIO

PERDA DE CONTENO

(LOSSEVENT)

Cenrio

de

HAZOP

SALVAGUARDAS

PREVENTIVAS

SALVAGUARDAS

MITIGADORAS


Para cada

n:

DEVIATION CAUSE

SAFEGUARDS

CONSEQUENCES

Temperatura Maior

Temperatura Menor

Nvel Maior

Nvel Menor

Presso Maior

Presso Menor

Fluxo Maior

Fluxo Menor

Nenhum Fluxo

Fluxo Reverso

Fluxo Tambm

(Contaminao)

AbordagemQualitativa

EXEMPLO DE FORMULRIO DE HAZOP

HAZOP

UNIDADE: SISTEMA: DATA: / /

N: DOCUMENTOS:

DESVIOPOSSVEIS

CAUSASPOSSVEIS

CONSEQUENCIASSALVAGUARDAS

AES/RECOMENDAES/

OBSERVAESCENRIO

Palavra

-guia

Parmetro Desvio Causas Efeitos Observaes e

Recomendaes


MODELO DE PLANILHA HAZOP

Cliente:

Cdigo:

AMFE de Processo AMFE n 001/09

Pagina 01/01

Item Responsvel de projeto Data da FMEA (inicio)__/__/__

Grupo de Trabalho Preparado por Data __/__/__ - Reviso 00/00

Quando aplicar oHAZOP ?

HAZOP

HAZOP - ETAPAS

Definies dos Objetivos, Premissas do HAZOP

Diviso do Sistema em Ns

Determinao dos Desvios

Modos de Deteco

/ Salvaguardas

Medidas Preventivas/

Mitigadoras

Causas Consequncias

HAZOP - ETAPAS

Definio de Objetivos / Premissas do HAZOP

Antes de iniciar o HAZOP propriamente

dito,

algumas perguntas precisam ser

respondidas:

Quais sistemas da unidade seroanalisados?

Qual a agenda e o local para realizaodas reunies de HAZOP?

Qual ser a equipe do HAZOP?

Os documentos esto prontos para o HAZOP?

HAZOP

Recursos Necessrios - Equipe

preciso que o grupo esteja 100% do

tempo focado no estudo pois o

sucesso da

anlise depende da equipe que a

realiza e

de sua efetiva participao!!!

Cuidado com

o

local

das

reunies!!!

Evitar fazer as

reunies com

mais

de 10

participantes!!!

Coordenador; Lder do HAZOP; Relator (escriba); Especialistas:

Processamento Instrumentao/Automao Operadores Segurana

HAZOP

Recursos Necessrios - Documentao

preciso que a documentao esteja

atualizada (caso a unidade j esteja em

operao) ou com informaes suficientemente

consolidadas (caso a unidade esteja em fase

de projeto).

Fluxogramas de Engenharia Fluxogramas de ProcessoMatriz de Causa e Efeito

Diviso do Sistema em Ns

Consiste na determinao das sees

representativas do

processo onde os desvios sero analisados.

Quando ocorre uma mudana relevante na varivel de processo.

Evitar sees muito grandes (foco nos equipamentos, como: vasos,

reatores, fornos, etc.).

Sugesto: mantenha as causas dos desvios dentro da seo em

estudo, mas analise as consequncias dos desvios no n e em

trechos a jusante e a montante.

Um n se refere a um trecho, onde se estabelece um

ponto de

referncia para anlise dos desvios.DICAS PARA SELEO DOS NS:

HAZOP - ETAPAS

Determinao dos Desvios

Parmetro Palavras-guia Desvio

Fluxo

Nenhum

Menos

Mais

Reverso

Tambm

Nenhum Fluxo

Fluxo Menor

Fluxo Maior

Fluxo Reverso

Contaminao

PressoMenos

Mais

Presso Menor

Presso Maior

Para cada n, esclarea a inteno de projeto e selecione

as

variveis de processo pertinentes para anlise.

HAZOP - ETAPASDeterminao dos Desvios

Parmetro Palavras-guia Desvio

TemperaturaMenos

Mais

Temperatura

Menor

Temperatura

Maior

NvelMenos

Mais

Nvel Menor

Nvel Maior

ViscosidadeMenos

Mais

Viscosidade Baixa

Viscosidade Alta

Reao

Nenhum

Menos

Mais

Reverso

Tambm

Nenhuma Reao

Reao

Incompleta

Reao

descontrolada

Reao Reversa

Reao

Secundria

HAZOP - ETAPAS

Determinao das Causas dos Desvios

1) Os seguintes aspectos no devem ser considerados como

causas de desvios:

- Falhas simultneas (exceto quando as consequncias forem

crticas e houver relato de ocorrncia deste cenrio);

- Falha na demanda em PSVs;

- Falha na demanda das lgicas de intertravamento

de segurana (SIFs Funes Instrumentadas de

Segurana);

Entretanto, pode ser importante avaliar a falha espria das

SIFs.

HAZOP - ETAPAS

Determinao das Causas dos Desvios

2) Os seguintes aspectos podero ser considerados como causas

de desvios:

- Vazamento em equipamentos, linhas e seus acessrios;

- Ruptura em tubos de trocadores de calor.

3) Vlvulas de Reteno:

Na anlise do desvio Fluxo Reverso, devero ser registradas ascausas que podem levar a esse desvio e as check-valves podem

ser citadas na coluna Salvaguardas. Entretanto, em funo dospossveis efeitos do cenrio, outras salvaguardas devem ser

levantadas ou recomendadas pelo grupo.

HAZOP - ETAPAS

Determinao das Consequncias

A anlise de consequncias deve ser feita

considerando-se e desconsiderando-se as salvaguardas j existentes.

HAZOP - ETAPAS

Modos de Deteco / Salvaguardas

Malhas de controle no sero consideradas comosalvaguardas se a falha das mesmas for a causa do desvio.

A atuao das salvaguardas, que mitiga o cenrio levantado,

ser registrada.

Uma vez verificado que o tempo de resposta a um alarme suficiente para que o operador reconhea o alarme, faa um

diagnstico do problema e tome a ao necessria (mediante

procedimento existente no qual ele foi treinado), Alarmes

(Modos de deteco) podem ser citados na coluna de

salvaguardas.

Exemplo de aplicao da metodologia

EXERCCIOConsidere o Sistema do Reator e Desenvolva a Tcnica HAZOP

Condies: O fluxo de A parou. O reagente B no poder ultrapassar a concentrao do

reagente A, pois ocorrer uma exploso.

Causas: Tanque de armazenamento vazio;

A bomba para, devido a: falha mecnica ou eltrica, desligamento ou outros;

ruptura da linha;

Vlvula de isolamento fachada.

Obs.: Se o volume do Fluxo B ultrapassar volume do fluxo de A o sistema explode.

EXERCCIOConsidere o Sistema do Reator e Desenvolva a Tcnica HAZOP

EXERCCIO Continuar o Exemplo de Aplicao Metodologia

Continuar o Exerccio HAZOP para outras possibilidades de ocorrncia.

Outras Tcnicas

LOPA (Camadas de Proteo)

BOW TIE

FMEA

Confiabilidade, Falha, Disponibilidade,

rvore de Falhas (FTA)

&

rvore de Eventos (ETA)

Confiabilidade

Probabilidade de um sistema desempenhar com sucesso suas funesespecficas, durante um perodo de tempo, dentro de condies normais deutilizao e operao.

Primeiras aplicaes surgiram:

Industria aeronutica militar (30 e 40s Alemanha);

Industria militar americana (50s Mil Stds)

Industria nuclear 60s (NUREGs)

Industrias Qumicas (80s)

Quais os benefcios? Equipamentos complexos, necessidade de produto eprocesso confiveis, reduo de perdas, reduo de LOCs

reas de aplicao: espacial, aeronutica, automobilstica, eletrnica, eltrica,computao, nuclear, etc.

Falha

Falha perda da capacitada de um item no desenvolver requerida funo(ABNT ISO 14224 2011)

Modo de Falha efeito pelo qual uma falha observada

Mecanismo de Falha razes fsicas, qumica ou outro processo quelevou falha

Dados de falha dados que caracterizam um determinado evento de falha

Frequncia de Falha (FF) n. eventos de falhas ocorridos, dividido pelotempo calendrio ou tempo de operao no qual ocorrem tais eventos oupelo nmero total de demandas, segundo sua aplicao.

Frequncia Falha

Fontes BD equipamentos:

OREDA (offshore e onshore)

Indstria convenio c/ OREDA

HCR Systems, HSE (offshore)

Literatura:

Manual BEVI 3.2 (NL) 2009

API 581 2.ed. (US) 2008

OGP

Importante estar definido o Modo

de Falha a ser estudado, pe.:

LOC, falha no controle de

processo, etc

Frequncia Falha

Literatura:

Manual BEVI

Fontes BD equipamentos:

HCR Systems, HSE (offshore)

Frequncia Falha

Fontes BD oleodutos:

CONCAWE (onshore)

2009

Fontes BD

gasodutos:

EGIG (onshore)

5,3E-4/km.ano (acumulado)

oleodutos em geral

2,8E-4/km.ano (5anos)

oleodutos em geral

< 1E-4/km.ano (5anos)

oleodutos aquecidos

3,5E-4/km.ano (acumulado)

1,62E-4/km.ano (5anos)

Modos de Falha

Fontes BD oleodutos:

CONCAWE (onshore)

2009

Fontes BD gasodutos:

EGIG (onshore)

Razes devido aos Modos Falhas, p.e.:

Mecnico solda, metal base, fadiga

Operacional - operao incorreta, incorreto procedimento ou manuteno

Corroso - interna, externa, scc

Natural - movimento de solo, inundao

3. Parte - escavaes

dutos aquecidos dutos no aquecidos

Atributos

(para Distribuio Exponencial)

MTTF (Mean Time To Failure)MTTR (Mean Time To Repair)MTBF (Mean Time BetweenFailures)

Atributos

CONFIABILIDADE

0 R(t) 1, indica sucesso de uma misso num definido tempo

Aplicado para sistemas e componentes

Considerando Distribuio Exponencial, que representa que feito o reparo o

componente ou sistema retorna ao seu estado inicial.

F(t) = NO CONFIABILIDADE

M(t) = MANTENABILIDADE

= TAXA DE FALHA ou FREQUENCIA DE FALHA = TAXA DE REPARO

Atributos

DISPONIBILIDADE

Capacidade de um componente estar em condies de executar uma certa

funo em um dado instante ou durante um intervalo de tempo

determinado, levando-se em conta os aspectos de sua Confiabilidade e

Mantenabilidade, supondo que os recursos externos requeridos estejam

assegurados.

0 A(t) 1, indica sucesso na demanda do equipamento no instanterequerido t.

INDISPONIBILIDADE

Q (t) = 1 A (t)

Atributos

INDISPONIBILIDADE DE COMP. NO REPARVEIS

Conforme distribuio exponencial para .t 0,1:

Q (t) = F(t) = 1 e .t

INDISPONIBILIDADE MDIA COMP. TESTADOS PERIODICAMENTE

Q (t) = . t

Atributos

INDISPONIBILIDADE DE COMP. REPARVEIS

Caso a distribuio for exponencial, e sendo a taxa de falha () e taxa de reparo (), pode-se demonstrar que:

INDISPONIBILIDADE INSTANTNEA

INDISPONIBILIDADE ASSINTTICA

Anlise por rvores de Falha - AAF

rvore de Falhas: Histrico

A tcnica da rvore de Falhas foi desenvolvida pelos Laboratrios BellTelephone em 1962, a pedido da Fora Area Americana, com o objetivode identificar todas as causas ou combinaes que poderiam levar a umlanamento mal sucedido do mssil balstico intercontinental LGM-30A-Minuteman-I do Departamento de Defesa dos Estados Unidos.

O pessoal da Bell, velho conhecedor da lgica booleana aplicada aequipamentos de telecomunicaes, adaptou tais princpios para criar atcnica da rvore de falhas. A tcnica foi subseqentemente aprimorada eaplicada a outros sistemas pela Boeing Company, de forma a tornarrealidade a simulao em computadores de alta velocidade

Desde 1975 ela tem sido utilizada como uma tcnica essencial na anlisede segurana nuclear. Atualmente o desenvolvimento do mtodo encontra-se mais aprofundado e com grande aplicabilidade na indstria de processo,onde o complexo inter-relacionamento de pessoas, equipamentos,materiais e ambiente tem grande contribuio na ocorrncia de ocorrnciasno desejadas que podem ser prevenidas mediante implementao dasrecomendaes decorrentes da tcnica.

rvore de Falhas: Objetivo

A anlise por rvore de falhas tem por objetivo a determinao daspossveis combinaes de falhas de componentes de um sistema ou de

erros humanos que possam acarretar a ocorrncia de evento indesejado e

quais destas combinaes so as que mais contribuem para a ocorrncia

deste evento.

O evento indesejado (acidente ou falha do sistema) denominado EventoTopo da rvore de falhas.

A rvore de falhas traduz um sistema fsico num diagrama lgico eestruturado que mostra como determinadas causas especficas podem

conduzir ao evento topo de interesse.

Permite atravs da identificao dos pontos fracos do sistema que sejampropostas a implantao de medidas que atuem diretamente sobre esses

pontos.

rvore de Falhas: Aplicao

uma tcnica adequada para a anlise de sistemas grandes e/oucomplexos, ou quando o emprego de outras tcnicas, tais como APP,

HazOp, FMEA, What if?, Check-list, indicarem a necessidade de uma

anlise mais detalhada de algum evento indesejado (hiptese

acidental) que possa vir a ocorrer no sistema.

rvores de falhas podem ser construdas para as seguintesaplicaes:

Avaliar a no-confiabilidade ou indisponibilidade de um sistema ou deuma unidade, visando melhoria operacional ou aumento de segurana;

Otimizar o projeto de um sistema, com relao confiabilidade oudisponibilidade, atravs da eliminao dos seus pontos fracos;

Avaliar diferentes alternativas de um mesmo projeto.

rvore de Falhas: Dados Necessrios

A realizao de uma anlise por rvore de falhas requer um conhecimento completo e detalhado dasfunes do sistema, seus modos de controle e de operao, suas interfaces com outros sistemas e

seus procedimentos operacionais, de teste e de manuteno.

Dentre os documentos necessrios para auxiliar na aquisio desses conhecimentos tem-se:

P&ID's (Diagramas de Tubulaes e Instrumentao) atualizados;

PFDs (Fluxogramas de processo) atualizados;

Dados de projeto de instrumentos e elementos finais de controle;

Dados de setpoint de todos os dispositivos de alvio (PSVs e discos de ruptura);

Desenhos de construo e montagem dos equipamentos, inclusive detalhes;

Desenhos de interfaces e conexes com outros equipamentos;

Diagrama lgico de intertravamento, com descrio completa;

Especificaes e padres dos materiais das tubulaes;

Folhas de dados de equipamentos;

Manuais de operao, inclusive procedimentos de operao, manuteno e teste;

Memorial descritivo do sistema, inclusive sua filosofia de projeto;

Relatrios de ocorrncia de falhas de componentes envolvidos na anlise;

rvore de Falhas: Necessidade de Pessoal &

Atribuies

O bom desenvolvimento da tcnica da rvore de falhas de determinadosistema requer qualificao e experincia dos analistas de risco.

Todo o pessoal envolvido deve possuir entendimento sobre ofuncionamento do sistema, seus modos de operao e controle e suas

interfaces com outros sistemas, conhecimentos sobre procedimentos

operacionais, de teste e manuteno e os detalhes dos processo.

Na eventualidade de no ter sido feita uma FMEA do sistema emestudo, os modos de falha e efeitos dos componentes devem ser

claramente compreendidos pelos analistas.

Deve-se freqentemente discutir com outras pessoas com experinciaoperacional e de manuteno do sistema que est sob estudo.

Simbologia empregada na rvore de

Falhas.

6 etapa: Avaliao quantitativa do evento

topo.

P(Topo)= P1 x P2 x P3P(Topo)= P1 + P2 + P3 (P1xP2) (P2xP3)-(P1xP3) + (P1xP2xP3)

Quantificao pelo Mtodo dos Cortes

Mnimos.

P(Topo) = P(k1) + P(k2) + P(k3)

Operaes de lgebra Booleana

Anlise por rvores de evento - AAE

Event Tree Analysis - ETA

rvore de eventos: Introduo

A anlise por rvore de eventos uma tcnica para anlise deconseqncias de eventos perigosos indesejados, que podem ser

desencadeados por ocorrncia de falhas em equipamentos, perturbaes

em determinados sistemas ou por desvios operacionais durante a

realizao de determinada atividade.

As rvore de eventos descrevem a seqncia temporal das ocorrnciasque se desenvolvem para que um acidente seja produzido, definindo quais

so as possveis conseqncias geradas pelo mesmo, e estabelecendo

uma srie de relaes entre o evento inicial e os eventos subseqentes,

que quando combinados resultam nas conseqncias do acidente.

rvore de eventos: Objetivos

Ao ocorrer um evento iniciador de acidente numa instalao, este pode,dependendo dos eventos subseqentes, evoluir de diversas maneiras

dando origem a vrios cenrios de acidentes.

Tal evoluo depende de sistemas de segurana e

procedimentos emergenciais existentes.

Os sistemas de segurana e os procedimentos so acionados a fim deevitar a propagao do acidente, podendo-se ter falha ou sucesso na

atuao destes sistemas ou na execuo de procedimentos.

Em cada uma destas situaes tem-se uma evoluo subseqente doacidente, que determina no final um conjunto de cenrios de acidentes

possveis de ocorrer para o dado evento iniciador.

Processos lgicos nas tcnicas de anlise

As tcnicas analticas, baseiam-se em fundamentos da Lgica, que podemser processos indutivos ou dedutivos.

rvore de Eventos: Aspecto tpico

I - Liberao de material inflamvel em

X

A - Ignio em X

B - Vento na direo Y

C - Ignio em Y

D - Exploso aps ignio

Legenda:

3 etapa: Construo da rvore de

eventos

rvore de eventos reduzida

rvore de eventos: Liberao de lquido

inflamvel

4 etapa: Quantificao das seqncias

O valor da probabilidade de falha cada sistema pode ser representado porP(i/j), onde i representa o sistema e j e as condies de contorno a queele est submetido.

Ento, por exemplo, para a rvore de eventos abaixo, P(B|IA) representa aindisponibilidade do sistema B, dado que ocorreu a evento iniciador e queo sistema A operou com sucesso.

rvore de eventos: Exemplo de

quantificao

EXERCCIO

PROGRAMA DE AVALIAO E

GERENCIAMENTO DE RISCOS

Tcnicas Quantitativas de Anlise de

Riscos Industriais

Modelos de Termos fonte

TERMOS FONTE

SOURCE MODELS

Termos fonte

Termos fonte so empregados para estimar as taxas de emisso ou de descargapara vrios cenrios de acidentes.

Esses cenrios podem ser quaisquer combinaes de tubos ou vasos rompidos,vazamentos em juntas de vedao, selos mecnicos ou gaxetas, descargas de

dispositivos de alvio (PSV s e discos de ruptura) e vents de descarga de processos.

O propsito dos modelos de termos fonte determinar:

A fase de liberao (lquido, vapor, bifsico ou solido);

A quantidade total de material liberado ou a taxa qual ele liberado;

As taxas de liberao so usadas para estimativa posterior das conseqncias dosvazamentos, tais como disperso de produtos qumicos gasosos ou o escoamento

de produtos qumicos lquidos em rios e lagos. Finalmente, essas emisses podem

causar, incndios, exploses, ferimentos e danos ambientais.

Os termos fonte so obtidos a partir de equaes fundamentais de mecnica dosfluidos e termodinmica bem como atravs de correlaes empricas. Os resultados

so usualmente estimados porque as caractersticas fsicas e mecnicas exatas de

cada um desses cenrios no so bem definidas. Diante dessas incertezas a prtica

usual tem sido a de maximizar as emisses.

Tipos de emisso

Descargas lquidas:

Furo em tanque, vaso de presso ou tubulao que contm um lquido temperatura abaixo do seu ponto de ebulio;

Furo em tanque, vaso de presso ou tubulao que contm um lquido sobpresso atmosfrica.

Descargas gasosas:

Furo em tanque, vaso de presso ou tubulao que contm um gspressurizado;

Descargas de vlvulas de alvio;

Alvio do topo de um tanque de armazenamento;

Produtos de combusto oriundos de incndios;

Ebulio de poa de produto Alta Presso Vapor APV;

Escoamentos bifsicos:

Vaso de presso ou tubulao que contm um lquido temperatura acima doseu ponto de ebulio;

Descargas de vlvulas de alvio sob condies de reao descontrolada(runaway reaction).

Tipos de liberaes por aberturas limitadas

Na figura a seguir so representados os processos de liberao de

materiais txicos, inflamveis e explosivos atravs de orifcios e trincas em

tanques e tubulaes, vazamentos em flanges, bombas, vlvulas e outros.

Reviso Conceitual de Mecnica dos

Fluidos

Mecnica dos fluidos o ramo da cincia mecnica que estuda ocomportamento fsico dos fluidos em repouso e em movimento, e as leis

que regem esse comportamento.

Fluido uma substncia amorfa (sem forma prpria) que assume oformato do recipiente que o contm. Os fluidos mudam continuamente de

forma enquanto submetidos a uma tenso cisalhante, isto , no atingem

uma nova configurao de equilbrio esttico.

Tenso cisalhante o quociente entre a fora tangencial e a unidade derea sobre a qual est aplicada.

Modelos fonte para lquidos

Uma vez que os lquidos so considerados incompressveis, e a massa

especfica constante, tem-se:

Assumindo-se desprezvel a variao da energia potencial gravitacional e

nulo o trabalho aplicado, tem-se:

Admitindo-se nula velocidade no interior do vaso, a vazo mssica pode

ser expressa por: Qm=.v.A

Considerando ainda que e F podem ser expressos por um coeficiente de descarga C0, tem-se finalmente que a vazo num furo onde o nvel de

lquido coincide com a linha de centro do furo dada por:

Caso 01: Escoamento monofsico de fluido incompressvel atravs

de um furo na parede de uma tubulao ou duto horizontal.

Variveis envolvidas:

d: Dimetro mdio do furo atravs do qual ocorre o vazamento [m];

A: rea do furo atravs do qual ocorre o vazamento. [m];

: Massa especfica do fluido em vazamento [kg/m];

C0: Coeficiente de descarga [1];

Pg: Presso manomtrica do fluido armazenado [N/m2];

:Velocidade de descarga do fluido em vazamento [m/s];

Qm: Vazo mssica instantnea [kg/s];

Condies na

vizinhana externa

P1= 1 atm

u1=

Condies do lquido dentro da

tubulao (unidade de processo):

P0>P1u0=0 Pg=P0-P1z=0Ws=0

Vazo mssica atravs do furo:

Para orificios com bordos agudos e paranmeros

de Reynolds maior que 30.000, o valor de C0apro-

xima-se de 0,61.

Para bocais arredondados , C0 = 1,0.Para pequenos trechos de tubulao ligado a umvaso (com relao comprimento-dimetro L/D

no inferior a 3) tem-se C0=0,81

Caso 02a: Escoamento monofsico de lquidos atravs de

um furo na parede de um tanque armazenamento ou vaso

de presso.


A: rea do furo atravs do qual ocorre a liberao. [m2];

A: rea da seo transversal interna do tanque ouvaso de presso . [m2];

: Massa especfica do fluido em liberao[kg/m3];


g: Acelerao da gravidade [m/s2];

hL: Nvel de lquido acima da linha de centro dofuro [m];

Pg: Presso manomtrica do fluido armazenado[N/m2];

QL: Vazo mssica instantnea [kg/s];

Para uma determinada altura hL

Caso 02a: Escoamento monofsico de lquidos atravs de


de presso.

Variao da vazo mssica com o tempo:

Variao do nvel com o tempo:

Intervalo de tempo mximo desde o incio

at cessar o vazamento num vaso pressurizado

obtido, fazendo-se hL0 = 0:

Intervalo de tempo mximo desde o incio

at cessar o vazamento num vaso atmosfrico

(Pg =0) dado por:

C0 =0,61

Caso 02b: Escoamento monofsico de lquidos atravs de


de presso.


d: Dimetro mdio do furo atravs do qual ocorre a liberao [m];

A: rea do furo atravs do qual ocorre a liberao . [m2];

D: Dimetro interno do tanque ou vaso de presso [m];

A t: rea da seo transversal interna do tanque ou vaso de presso . [m2];

: Massa especfica do fluido em liberao [kg/m3];


g: Acelerao da gravidade [m/s2];

hL: Nvel de lquido acima da linha de centro do furo [m];

Pg: Presso manomtrica do fluido armazenado [N/m2];


te: Tempo mximo decorrido desde o incio at cessar a liberao. [s]

Caso 03: Escoamento monofsico no-estagnado de vapor atravs de

um furo na parede de um tanque armazenamento ou vaso de presso.


d: Dimetro mdio do furo atravs do qual ocorre o

vazamento [m];

A: rea do furo atravs do qual ocorre o vazamento.

[m2];


M: Massa molecular do gs ou vapor sob vazamento

[kg/kmol];

: Razo entre calores especficos (cp/cv) [1];

P0: Presso absoluta do fluido armazenado [N/m2];

P: Presso absoluta do lado externo do furo [N/m2];


R: Constante universal dos gases perfeitos

T0: Temperatura do fluido no vaso. [K].

Para gs ideal:

R= 8.314,3 J/(kg-mol K)= 1.545 ft lbf/(lb-molR)

A vazo mssica no-estagnada :

C0=0,61

Caso 04: Escoamento monofsico estagnado de vapor atravs de um

furo na parede de um tanque armazenamento ou vaso de presso.


d: Dimetro mdio do furo atravs do qual ocorre o

vazamento [m];

A: rea do furo atravs do qual ocorre o vazamento.

[m2];


M: Massa molecular do gs ou vapor sob vazamento

[kg/kmol];

: Razo entre calores especficos (cp/cv) [1];

P0: Presso absoluta do fluido armazenado [N/m2];

P: Presso absoluta do lado externo do furo [N/m2];


R: Constante universal dos gases perfeitos

T0: Temperatura do fluido no vaso. [K].

A condio para ocorrncia da vazo mxima :

A vazo mssica no-estagnada :

C0=0,61

EXERCCIO

Modelos

de

Disperso

Influncia da densidade relativa na disperso

Modelos

de

Disperso

DENSIDADE RELATIVA

AR = 1

Anlise de Consequncias

Descarga adiabtica, com

resfriamento e atomizao do

produto

Direo do vento

Gotculas largas de produto

(rain out)Poa de produto

evaporando

Pluma de gs denso

(2 fases)

Formas de disperso

Pluma caracterstica formada por uma liberao contnua de material

Descreve a concentrao estacionria do material liberado a partir de uma fonte contnua

Formas de disperso

Descreve a concentrao dependente do tempo do material a partir de uma nica

liberao de uma quantidade fixa de material.

Nuvem (puff) formada pela liberao quase instantnea de material

Modelos de disperso: Parmetros que

afetam a disperso atmosfrica

Parmetros que afetam a disperso

Atmosfrica:

Velocidade do vento

Estabilidade Atmosfrica

Rugosidade do solo: construes, rvores, ...

Temperatura do solo, umidade do ar

Altura de liberao acima do nvel do solo

Momento e empuxo do material inicialmente liberado

Atmosfera terrestre

A Terra circundada por todos os tipos de gases. Esta

camada chamada de atmosfera terrestre. Sem

esta atmosfera a vida na Terra no seria possvel.

Ela nos d o ar, gua, calor e protege dos

perigosos raios do sol e dos meteoritos.

Esta camada incolor, inodora e inspida que circunda a

Terra um mar de gases, gua e poeira. A

atmosfera constituda por diferentes camadas

com diferentes qualidades. Ela constituda de

78% de N2 , 21% de O2, 0,93% de Argnio, 0,03%

de CO2 e 0,04% de outros gases.

A Troposfera a camada onde a vida ocorre. Acima

desta camada est a Estratosfera e entre elas est

a camada de Oznio, que absorve os perigosos

raios solares ultravioleta. Acima da Estratosfera

est a Mesosfera, a Termosfera incluindo-se a

Ionosfera e a Exosfera. A atmosfera mede cerca de

700 km.

Influncia da estabilidade atmosfrica

A estabilidade atmosfrica est relacionada com a mistura vertical do ar.

noite, a diminuio da temperatura menor, resultando em menos movimento vertical.

Perfis de Temperatura do ar em funo da altitude durante o dia e a noite.

Influncia das condies de ocupao do

solo.

As condies do solo afetam a mistura mecnica na superfcie e o perfil de vento com a altura. rvores e construes aumentam a mistura, enquanto lagos e reas abertas a diminuem.

Variao da velocidade do vento em funo da altura para uma variedade de condies superficiais.

Influncia da altura da fonte de liberao

A altura de liberao afeta significativamente as concentraes no nvel do solo. Conforme a altura de liberao aumenta, as concentraes no nvel

do solo so reduzidas, uma vez que a pluma deve se dispersar a uma

maior distncia verticalmente.

Influncia do momento e empuxo iniciais.

O momento e o empuxo do material liberado alteram a altura efetiva da liberao. Aps a dissipao do momento e do empuxo iniciais, a mistura

turbulenta ambiente torna-se o efeito dominante.

Disperses atmosfricas: Modelagens.

O problema principal da modelagem de uma contaminao atmosfrica a determinao da concentrao dos poluentes em funo do espao e do

tempo.

A concentrao depende de caractersticas da fonte emissora, de variveis meteorolgicas (que definem a intensidade de disperso atmosfrica) e de

parmetros de remoo e transformao.

C (x,y,z,t) = (Emisses; Meteorologia; Remoo; Transformao)Parmetros do modelo (P)

Emisses (E)

Modelo

matemtico

F (P, M): E CA

Qualidade

do ar (CA)

Meteorologia (M)

Disperses atmosfricas: Modelagens

No diagrama anterior foram apresentados os componentes dos elementos a serem considerados num modelo de qualidade do ar.

Em termos prticos difcil considerar todos os elementos em funo de no serem conhecidos os mecanismos de ao de alguns desses elementos.

Por essa razo, na prtica empregam-se apenas verses simplificadas do modelo anteriormente ilustrado.

Os modelos de poluio atmosfrica so classificados segundo alguns critrios:

a) Estrutura bsica do modelo:i. Determinstico ou estatstico;

ii. Estacionrio ou dependente do tempo.

b) Marco de referncia:

i. Euleriano;

ii. Lagrangiano.

c) Dimensionalidade do domnio computacional:

i. Unidimensional,

ii. Bidimensional,

iii. Tridimensional.

d) Mtodo de resoluo das equaes do modelo:

i. Analtico;

ii. Numrico.

Elementos de modelo matemtico

relacionando emisses e qualidade do ar.

Qumica (P)

Processos heterogneos e homogneos;Reaes foto e termoqumicas;Deposio superficial;Processos em aerossis.

Emisses antropognicasEmisses naturais Modelo matemtico

Concentraes

Calculadas.

Ventos;Radiao solar;Temperatura;Altura de inverso;

Turbulncia

Fontes (E) Resultado (CA)

Meteorologia (M)

Parmetros meteorolgicos: Rosa dos

ventosEm Meteorologia define-se a direo do vento como

aquela a partir da qual o vento sopra.

Sotavento: 180 com a direo do vento. a prpria direo de propagao do vento;

Barlavento: 0 com a direo do vento;

Travs: 90 com a direo do vento.

Contravento: 45 com a direo do vento.

Aleta: 135 com a direo do vento.

Vento Predominante (Dominante)

A direo predominante em uma rosa dos ventos

geralmente chamada de vento predominante.

Por exemplo, na rosa dos ventos apresentada ao

lado a direo sul-sudoeste predominante.

Freqentemente, este termo, erroneamente

utilizado como sendo a nica direo do vento

observada em um dado local. Na realidade ele

simplesmente indica a direo mais

freqentemente observada.

Baia da Guanabara

Nota:1. para vento indicao de onde vem

2. para corrente indicao para onde vai

Dados de vento: Exemplo de representao

Parmetros meteorolgicos: Estabilidade &

Instabilidade atmosfrica

Estabilidade da atmosfera a sua tendncia a resistir ou intensificar o movimento vertical, ou alternativamente suprimir ou aumentar a turbulncia

existente.

O grau de turbulncia na baixa atmosfera depende fortemente do gradiente vertical de temperatura, embora este seja tambm influenciado

pela rugosidade do terreno, velocidade do vento e efeitos da viscosidade

(cisalhamento).

Embora no sejam completamente equivalentes os termos estabilidade atmosfrica e turbulncia atmosfrica so considerados permutveis em se tratando de difuso atmosfrica.

Parmetros meteorolgicos: Estabilidade &

Instabilidade atmosfrica

O grau de estabilidade ou instabilidade da atmosfera exprime a tendncia da supresso ou da favorabilidade dos movimentos verticais. Ele funo

da relao entre o gradiente de temperatura do perfil vertical ambiental

(gradiente trmico vertical) e o gradiente adiabtico.

Classes de estabilidade

O grau de estabilidade atmosfrica varia em um grande espectro desde muito instvel que corresponde a um elevado grau de turbulncia a muito

estvel com turbulncia mnima.

Como nenhum esquema de classificao do grau de turbulncia foi at ento reconhecido com superior pela comunidade cientfica, utiliza-se o

proposto por Pasquill-Gifford-Briggs e outros, que reduz uma variedade

infinita de condies de estabilidade a seis categorias, de A a F.

Tipos de plumas de disperso

A. Serpenteante (Looping): Instvel Extremo

Atmosfera instvel;

Ventos fracos

Pode ter altas concentraes de poluentes: 40% mais que a de forma cnica.

Dias tpicos de vero (ensolarado)

B. Cnica (Weak lapse condition / Conning):Atmosfera moderamente

instvel;

Ventos de intensidade mdia;

Visveis ao cair da tarde quando a atmosfera quase neutra.

Dias ensolarado, mas com nuvens (dias de tempestade de vero, comuns na primavera ou outono presena de nuvens cumulus).

Serpenteante Cnica


C. Tubular (Fanning):

Grande estabilidade da atmosfera;

Ausncia de efeitos mecnicos;

Tpicos da cada da tarde, noite e amanhecer.

D. Fumegante (Lapse below, inversion aloft / Fumigation):

Neutro

Ocorre, se a pluma fica aprisionada em uma capa de inverso e essa capa se rompe pela parte inferior libertando a pluma;

Elevados teores de concentrao (perigoso).

Tpico das primeiras horas aps a sada do sol, que provoca instabilidade junto ao solo (aps uma noite com inverso ou

grande estabilidade).

Tubular Fumegante


E. Anti-fumegante (Looping):

A pluma possui energia suficiente para atravessar a capa de inverso. A parte inferior da pluma fica aprisionada na parte superior da

inversso e a superior da pluma segue difundindo-se;

Melhor caso de disperso de plumas (chamins de cerca de 200m)

Tpico de entardecer

F. Trapping (Weak lapse below, inversion aloft):

Estvel Extremo

Condio atmosfrica neutra ou levemente estvel abaixo da inverso.

Anti - fumegante Trapping

Sistemas de referncia para movimento de

partculas: Euleriano x Lagrangiano.

Critrios para caracterizao de

comportamento de gs denso no Modelo

Britter-McQuaid.Critrio para definir quando uma emisso considerada contnua ou instantnea:

Quando o valor fica compreendido no intervalo: 0,6 < (u.td /x) < 2,5, deve-se calcular para ambos os tipos de emisso e selecionar o resultado que resultar na maior concentrao.

Modelo gaussiano de Pasquill-Gifford

Os

Documents

CURSO AQR Universidade