HAZOP Estudos dos perigos e Operabilidade

CEI – CONSULTORIA DE ENGENHARIA INDUSTRIAL

DESENVOLVIMENTO DE CAPACITAÇÃO E ALINHAMENTO DE INFORMAÇÃO

ASSUNTO:

HAZOP – ESTUDO DE PERIGO E OPERABILIDADE

Srs esse trabalho é pesquisado e faz referências a textos originais de autoria da Prof. Laís Alencar de Aguiar Apostila PROMINP  e avaliei como um excelente trabalho escrito sobre o HAZOP pelo que tenho  participado na elaboração de HAZOP em obras segmento PETROBRAS e como docente ministrando a disciplina de Analise de Riscos no Curso de Aperfeiçoamento de Segurança do Trabalho Aplicado a Óleo e Gás PROMINP/CPQT/PETROBRAS/ANP.

Na oportunidade desenvolvi vídeo de apresentação dessa tema HAZOP e assim como trabalhamos dinâmica de grupo como apresentação dos alunos do Curso de Aperfeiçoamento de Segurança do Trabalho Aplicado a Óleo e Gás cujo os links estão no final desse trabalho.

Alinhamos essa informação a quem interessado como muito importante no alinhamento de informação a quem irá integrar a equipe multifuncional de elaboração do HAZOP – ESTUDO DE PERIGO E OPERABILIDADE.

ESTUDO DE PERIGO E OPERABILIDADE - HAZOP

1. Objetivo
2. Aplicação
3. Dados Necessários
4. Pessoal Necessário e suas Atribuições
5. Estimativa de Tempo e Custo Requeridos
6. Natureza dos Resultados
7. Apresentação da Técnica HAZOP
8. Principais Vantagens da Técnica HAZOP
9. Modelo de Planilha HAZOP

1. Objetivo

A técnica denominada Estudo de Perigo e Operabilidade – HAZOP (HAZARD AND OPERABILITY STUDIES) visa identificar os problemas de Operabilidade de uma instalação de processo, revisando metodicamente o projeto da unidade ou de toda fábrica. Esta metodologia é baseada em um procedimento que gera perguntas de maneira estruturada e sistemática através do uso apropriado de um conjunto de palavras guias aplicadas a pontos críticos do sistema em estudo.

 O principal objetivo de um Estudo de Perigos e Operabilidade (HAZOP) é investigar de forma minuciosa e metódica cada segmento de um processo (focalizando os pontos específicos do projeto – nós - um de cada vez), visando descobrir todos os possíveis desvios das condições normais de operação, identificando as causas responsáveis por tais desvios e as respectivas consequências. Uma vez verificadas as causas e as consequências de cada tipo de desvio, esta metodologia procura propor medidas para eliminar ou controlar o perigo ou para sanar o problema de operabilidade da instalação.

 O HAZOP enfoca tanto os problemas de segurança, buscando identificar os perigos que possam colocar em risco os operadores e aos equipamentos da instalação, como também os problemas de operabilidade, podem causar perda de produção ou que possam afetar a qualidade do produto ou a eficiência do processo. Portanto o HAZOP identifica tanto problemas que possam comprometer a segurança da instalação como aqueles que possam causar perda de continuidade operacional da instalação ou perda de especificação do produto.

 Nessa temática é que defendo que ao acidente de trabalho pode ter um envolvimento muito mais amplo que vai além da integridade física do trabalhador onde tenho apontado na ordem a seguinte sequência abrangência em ciclos que partem do centro para parte mais exteriorizada onde os ciclos mais interno é o homem e o mais externo o meio ambiente vejamos a ordem:

Ciclo 1: A integridade física do Operador

Ciclo 2: A máquina

Ciclo 3: O processo

Ciclo 4: O meio ambiente

2.    Aplicação

A técnica de HAZOP, como é uma metodologia estruturada para identificar desvios operacionais, pode ser usada na fase de projeto de novos sistemas/unidades de processo quando já se dispõe dos fluxogramas de engenharia e de processo da instalação ou durante modificações ou ampliações de sistemas/unidades de processo já em operação. Pode também ser usada como revisão geral de segurança de unidades de processos já em operação. Portanto, esta técnica pode ser utilizada em qualquer estágio da vida de uma instalação. A análise por HAZOP foi desenvolvida originalmente para ser aplicada a processos de operação contínua, podendo, com algumas modificações ser empregada para processos que operam por bateladas.

 Não se pode executar uma HAZOP de uma planta em fase de projeto antes de se dispor do P&ID (Diagramas de Tubulação e Instrumentação) da mesma. Deve-se, entretanto, executá-lo logo após o término do P&ID a fim de que as possíveis modificações oriundas da análise possam ser incorporadas ao projeto sem maiores custos. No caso de HAZOP de uma planta existente, o primeiro passo é verificar se o P&ID está realmente atualizado. A execução de um HAZOP com base em um P&ID incorreto é simplesmente inútil.  

  3.    Dados Necessários

A execução de um HAZOP de boa qualidade exige, além da participação de especialistas experientes, informações precisas, detalhadas e atualizadas a respeito do projeto e operação da instalação analisada. Para execução do HAZOP deve-se dispor de P&ID's atualizados, informações sobre o processo, a instrumentação e a operação da instalação.

 Estas informações podem ser obtidas através de documentação, tais como, especificações técnicas, procedimentos de operação e de manutenção ou por pessoas com qualificação técnica e experiência. A documentação, devidamente atualizada, que pode ser necessária para execução do HAZOP está indicada abaixo:

1. Fluxogramas de engenharia (Diagramas de Tubulação e Instrumentação - P&ID's)

2. Fluxogramas de processo e balanço de materiais.

3. Memoriais descritivos, incluindo a filosofia de projeto.

4. Folhas de dados de todos os equipamentos da instalação.

5. Dados de projeto de instrumentos, válvulas de controle, etc.

6. Dados de projeto e set points /válvulas de alívio, discos de ruptura, etc.

7. Especificações e padrões dos materiais das tubulações.

8. Diagrama lógico de intertravamento, juntamente com descrição completa.

9. Matrizes de causa e efeito.

10. Diagrama unificar elétrico.

11. Especificações das utilidades, tais como vapor, água de refrigeração, ar

comprimido, etc.

12. Desenhos mostrando interfaces e conexões com outros equipamentos na

fronteira da unidade/sistema analisados.

 Setores como engenharia, projeto, construção, operação e segurança do trabalho e demais áreas do site e/ou empresa já em operação devem ter seu acervo técnico com todas as informações atualizadas dos itens cidadãs acima e mais informações complementares se for o caso alerto que o detalhe é importante e contribui para a bem sucedida  realização da HAZOP.

4.    Pessoal Necessário e suas Atribuições

O HAZOP se baseia no fato que um grupo de peritos com diferentes experiências trabalhando juntos podem interagir de uma forma criativa e sistemática e identificar muito mais problemas do que se cada um trabalhasse individualmente e depois fossem combinados os resultados.

 A interação de pessoas, com diferentes experiências estimula a criatividade e gera novas idéias, devendo todos os participantes defender livremente os seus pontos de vistas, evitando críticas que inibam a participação ativa e a criatividade dos integrantes da equipe. Portanto, a realização de um HAZOP exige necessariamente, uma equipe multidisciplinar de especialistas, com conhecimentos e experiências na sua área de atuação, avaliar as causas e os efeitos de possíveis desvios operacionais, de forma que o grupo chegue a um consenso e proponha soluções para o problema.

No caso de plantas industriais em fase de projeto, a composição básica do grupo de estudo deve ser aproximadamente a seguinte:  

• Líder da equipe:

Esta pessoa deve ser um perito na técnica HAZOP e, preferencialmente, independente da planta ou projeto que está sendo analisado. Sua função principal é garantir que o grupo siga os procedimentos do método HAZOP e que se preocupe em identificar riscos e problemas operacionais, mas não necessariamente resolvê-los, a menos que as soluções sejam óbvias. Esta pessoa deve ter experiência em liderar equipes e deve ter como característica principal a de prestar atenção meticulosa aos detalhes da análise.

 • Chefe do projeto:

Este normalmente é o engenheiro responsável por manter os custos do projeto dentro do orçamento. Ele deve ter consciência de que quanto mais cedo forem descobertos riscos ou problemas operacionais, menor será o custo para contorná-los. Caso ele não seja uma pessoa que possua profundos conhecimentos sobre equipamentos, alguém com estas características também deverá fazer parte do grupo.

• Engenheiro de processos:

Geralmente é o engenheiro que elaborou o fluxograma do processo. Deve ser alguém com considerável conhecimento na área de processos.

• Engenheiro de automação:

Devido ao fato de as indústrias modernas possuírem sistemas de controle e proteção bastante automatizados, este engenheiro é de fundamental importância na constituição da equipe.

• Engenheiro eletricista:

Se o projeto envolver aspectos importantes de continuidade no fornecimento de energia, principalmente em processos contínuos, esta pessoa também deverá fazer parte do grupo.

Para complementar a equipe de estudo, devem ser incluídas pessoas com larga experiência em projetos e processos semelhantes ao que será analisado. No caso de estudo de uma planta já existente, o grupo deve ser constituído como segue: 

•  Líder da equipe: Como no caso anterior.

•  Chefe da unidade ou engenheiro de produção:

Engenheiro responsável pela operação da planta.

• Supervisor-chefe da unidade:

É a pessoa que conhece aquilo que de fato acontece na planta e não aquilo que deveria estar acontecendo.

• Engenheiro de manutenção:

Responsável pela manutenção da unidade.

• Responsável pela instrumentação:

É aquela pessoa responsável pela manutenção dos instrumentos do processo, que pode ser executada tanto por engenheiros de automação como por eletricistas, ou por ambos.  

• Engenheiro de pesquisa e desenvolvimento:

Responsável pela investigação dos problemas técnicos e pela transferência dos resultados de um piloto para a fábrica.

 Além das pessoas recomendadas acima, em certas ocasiões se faz necessário o auxílio de outros membros, especialistas em determinados aspectos operacionais ou do projeto, como controle de processos, incêndios, computação, etc. Nos casos de plantas industriais em funcionamento, que estiverem sendo modificadas ou ampliadas, a equipe de estudo deve ser formada por uma combinação dos participantes apresentados nos dois casos anteriores.

 Embora todos os membros da equipe tenham um objetivo comum, que é o de obter uma instalação barata, segura e fácil de operar, as limitações impostas a cada um dos participantes são diferentes, cada um procurando dar maior ênfase à sua área de atuação. Este conflito de interesses ajuda a fazer com que os prós e os contras de cada alteração sejam exaustivamente examinados antes de se tomar uma decisão final.  

Este fato exigindo que se crie um ambiente onde todos os componentes do grupo se sintam livres para expor as suas opiniões sobre determinado assunto. Para garantir esta liberdade de expressão, o líder da equipe deve procurar evitar desequilíbrios, não permitindo que pessoas com personalidade mais forte inibam a participação de outros membros do grupo, o que geraria uma análise tendenciosa dos riscos.  

O HAZOP não é uma técnica para trazer mentes "recém-chegadas" para trabalhar em um problema. Esta é uma técnica que permite aos que são peritos em um processo utilizarem seus conhecimentos e experiências de maneira sistemática, de modo que os problemas tenham menor probabilidade de serem omitidos. A porcentagem de acidentes, posteriores ao HAZOP, que ocorrem porque o grupo não tinha o conhecimento necessário para o desenvolvimento do estudo é mínima. A maioria dos acidentes ocorre porque o grupo responsável pelo estudo deixou de aplicar os seus conhecimentos.

 

5.    Estimativa de Tempo e Custo Requeridos

As reuniões da equipe de HAZOP devem ser suficientemente frequentes para se manter o ímpeto desejado. Em geral, as reuniões devem durar cerca de três horas no máximo e deve-se ter um intervalo de dois ou três dias entre reuniões subsequentes a fim de permitir aos participantes coletar as informações necessárias, ou seja, frequência de 2 a 3 reuniões por semana. Tudo dependerá do entendimento do grupo e do tamanho e complexidade da obra

O tempo necessário e o custo são proporcionais ao tamanho e complexidade da unidade que estiver sendo analisada.

Como debatemos em sala de aula esse assunto e em reuniões com o pessoal do contrato e suprimentos o custo também como sem dúvidas será fechado em função da condição de se conseguir os peritos para realização do HAZOP:


1.       Mobilização do profissional quando é externo ao estado da obra

2.       Custo dessa mão de obra.

3.       Disponibilização de mercado.

4.       E mais despesas complementares.

Quanto às reuniões destaca-se a necessidade de alguns pontos vitais:

1.       Comunicado a equipe HAZOP dando ciência da reunião.

2.       Pontualidade.

3.       Assiduidade.

4.       Objetividade.

5.       Sentimento de equipe.

6.       Ânimos desarmados.

7.       Virtudes como discernimento, razão, técnica  e bom senso.

Cabe aqui um ditado da minha verve:

A verdade que todos nós somos ignorantes em pelos menos alguma coisa, daí podemos discordar e acordar é o que chamamos conflito, por isso teremos de ter a humildade de fazer a primeira pergunta e chegar ao conhecimento, porém mesmo chegando ao conhecimento temos mais um passo a frente que todos buscam a sabedoria que se resume no uso correto e para bem do que aprendemos.

6. Natureza dos Resultados

Tipicamente os principais resultados fornecidos pelo HAZOP são os seguintes: 

- Identificação de todos os desvios acreditáveis que possam conduzir a eventos perigosos ou a problemas operacionais.  

-  Uma avaliação das consequências (efeitos) destes desvios sobre o processo. O exame dos meios disponíveis para se detectar e corrigir ou mitigar os efeitos de tais desvios. Podem ser recomendadas mudanças no projeto, estabelecimentos ou mudança nos procedimentos de operação, teste e manutenção.  

Portanto, os resultados obtidos são puramente qualitativos, não fornecendo estimativas numéricas nem qualquer tipo de classificação em categorias.

 ALGUMAS REFERENCIAS AO HAZOP a serem consideradas:

 1. O HAZOP é uma técnica que só pode ser aplicada em processos de operação contínua ou em bateladas e após o detalhamento do projeto em um fluxograma. 

2.  A metodologia fornece uma avaliação qualitativa dos riscos.

3.  No contexto do HAZOP, um cenário de acidente é definido como sendo a ocorrência de um desvio das condições do projeto, suas causas e cada um de seus efeitos. 

4. O HAZOP é a técnica que utiliza a metodologia baseada em um procedimento que gera perguntas de maneira estruturada e sistemática através de uso apropriado de um conjunto de palavras-guias aplicadas a pontos críticos (nós) do sistema em estudo. 

5. O HAZOP técnica de análise de risco, que NÃO considera a avaliação quantitativa das consequências dos eventos catastróficos. 

6.  Em um determinado processo de trabalho, foi aplicada a técnica do HAZOP e detectado um desvio: ausência de fluxo de uma substância. Nesse caso, a palavra ou expressão-guia a ser utilizada no formulário da técnica mencionada é NENHUM.

7. Apresentação da Técnica HAZOP

A técnica HAZOP é essencialmente um procedimento indutivo qualitativo, no qual um grupo examina um processo, gerando, de uma maneira sistemática, perguntas sobre o mesmo. As perguntas, embora instigadas por uma lista de palavras-guia, surgem naturalmente através da interação entre os membros da equipe. Portanto, esta técnica de identificação de perigos consiste, fundamentalmente, em uma busca estruturada das causas de possíveis desvios em variáveis de processo, ou seja, na temperatura, pressão, vazão e composição, em diferentes pontos (denominados nós) do sistema, durante a operação do mesmo.

 A busca dos desvios é feita através da aplicação sistemática de uma lista de "palavras-guias" para cada modo do sistema. Esta lista deve ser tal que promova um amplo e irrestrito raciocínio lógico visando detectar virtualmente todas as anormalidades concebíveis do processo. Uma lista de “palavras-guia” juntamente com os tipos de desvios considerados, são mostrados no Quadro 7. O Quadro 8 apresenta uma lista de desvios aplicáveis a processos contínuos.

 O procedimento para execução do HAZOP pode ser sintetizado nos seguintes passos:

1. Divisão da unidade/sistema em subsistemas a fim de facilitar a realização do HAZOP.

2. Escolha do ponto de um dos subsistemas a ser analisado, chamado nó.

3. Aplicação das “palavras-guias”, verificando quais os desvios que são possíveis de ocorra naquele nó. Para cada desvio, investigar as causas possíveis de provocá-lo, procurando levantar todas as causas.

 Para cada uma das causas, verificar quais são os meios disponíveis na unidade/sistema para detecção desta causa e quais seriam as suas possíveis consequências. Em seguida, procura-se verificar se não existe alguma coisa que possa ser feita para eliminar a causa do desvio ou para minimizar as suas consequências. Caso surja durante a discussão, alguma dúvida ou alguma pendência,  deve-se anotá-la para ser dirimida posteriormente. Finalmente, no que ficará responsável pela sua avaliação e implementação. Uma vez analisados todos os desvios, procede-se à escolha do próximo nó, prosseguindo com a análise.

 A correta utilização das palavras de orientação e a determinação de todos os pontos críticos são a garantia que o sistema foi totalmente avaliado resultando na identificação dos perigos do processo no sistema em função dos parâmetros de processo: temperatura, vazão, concentração, etc. O Quadro 7 apresenta as variáveis de processo com as palavras guia e o desvio de projeto.

O processo de execução de um estudo de HAZOP é estruturado e sistemático. Portanto, se faz necessário o entendimento de alguns termos específicos que são utilizados no desenvolvimento de uma Análise de Riscos desta natureza:

Nós-de-estudo (Study Nodes):

São os pontos do processo, localizados através dos fluxogramas da planta, que serão analisados nos casos em que ocorram desvios.

 Intenção de operação:

A intenção de operação define os parâmetros de funcionamento normal da planta, na ausência de desvios, nos nós-de-estudo.

Desvios:

Os desvios são afastamentos das intenções de operação, que são evidenciados pela aplicação sistemática das palavras-guia aos nós-de-estudo (p. ex. mais pressão), ou seja, são distúrbios provocados no equilíbrio do sistema.

 Causas:

São os motivos pelos quais os desvios ocorrem. A partir do momento em que um desvio tenha demonstrado possuir uma causa aceitável, ele pode ser tratado como uma ocorrência significativa e analisado adequadamente. As causas dos desvios podem advir de falhas do sistema, erro humano, um estado de operação do processo não previsto (p. ex., mudança de composição de um gás), distúrbios externos (p. ex., perda de potência devido à queda de energia elétrica), etc.

Consequências:

As consequências são os resultados decorrentes de um desvio da intenção de operação em um determinado nó-de-estudo (p. ex., liberação de material tóxico para o ambiente de trabalho).

 Parâmetros de processo:

São os fatores ou componentes da intenção de operação, ou seja, são as variáveis físicas do processo (p. ex., vazão, pressão, temperatura) e os procedimentos operacionais (p. ex., operação, transferência).

Palavras-guia ou Palavras-chave (Guide Words):

São palavras simples utilizadas para qualificar os desvios da intenção de operação e para guiar e estimular o grupo de estudo ao brainstorming. As palavras-guia são aplicadas aos parâmetros de processo que permanecem dentro dos padrões estabelecidos pela intenção de operação. Aplicando as palavras-guia aos parâmetros de processo, em cada nó-de estudo da planta em análise, procura-se descobrir os desvios passíveis de ocorrência na intenção de operação do sistema. Assim, as palavras-guia são utilizadas para levantar questões como, por exemplo: "O que ocorreria se houvesse mais...?" ou "O que aconteceria se ocorresse fluxo reverso?".

Diversos tipos de palavras-guia são utilizados, dependendo da aplicação da técnica. O Quadro 7 apresenta as palavras-guia mais utilizadas para o desenvolvimento de um HAZOP, acompanhadas de seus significados.

8. Principais Vantagens da Técnica HAZOP

O HAZOP é ideal para ser empregada na fase final de elaboração do projeto de processo, embora também seja aplicada na etapa de operação. As principais vantagens da análise por HAZOP estão relacionadas com a sistematicidade, flexibilidade e abrangência para identificação de perigos e problemas operacionais. Além disso, as reuniões de HAZOP promovem a troca de ideias entre os membros da equipe uniformizando o grau de conhecimento e gerando informações úteis para análises subsequentes, principalmente, para Avaliações Quantitativas de Riscos (AQR).

Além disso, o HAZOP serve para os membros de a equipe adquirirem um maior entendimento do funcionamento da unidade em condições normais e, principalmente, quando da ocorrência de desvios, funcionando a análise de forma análoga a um "simulador" de processo.

9. Modelo de Planilha HAZOP

Para realização do HAZOP, utiliza-se a planilha mostrada no Quadro 9. O cabeçalho desta planilha identifica o subsistema que está sendo analisado, o fluxograma de engenharia usado e o nó escolhido. 

Dicas:

Sempre marque um nó de estudo na entrada de um grande equipamento e na saída de um equipamento que acumule produtos (ex.: vasos, tanques,...) e antes e depois de linhas que cruzam



Fazer sempre perguntas no nó de estudo, começar sempre a buscar as falhas no início do sistema

LINKS ABAIXO PARA ASSISTIR OS VIDEOS:

HAZOP Apresentação Eng José Vilmar Parte 1

http://youtu.be/AXITnVyW2vM

HAZOP Apresentação Eng José Vilmar Parte 2

http://youtu.be/gM0JZM7zXh8

  

Eng° José Vilmar 
Consultor Sênior de Eletromecânica / QSMA
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