como intensificar a confiabilidade humana

Transcrição

Jorge Luís Benedetti
R.A. 0305049
COMO INTENSIFICAR A CONFIABILIDADE HUMANA EM
SISTEMAS AÉROS E INDUSTRIAIS
Jaguariúna
2006
R.A.0305049
COMO INTENSIFICAR A CONFIABILIDADE HUMANA EM
SISTEMAS AÉROS E INDUSTRIAIS
Monografia apresentada à disciplina
Trabalho de Conclusão de Curso, do
Curso da Ciência da Computação da
Faculdade de Jaguariúna, sob a
orientação do Prof. Ms. Fernando
Augusto Zancheta, como exigência
parcial para a conclusão do curso de
graduação.
Jaguariúna
2006
BENEDETTI, Jorge Luís. Como Intensificar a Confiabilidade Humana em Sistemas
Aéreos e Industriais. Trabalho de Conclusão de Curso, defendido e aprovado na FAJ em
17 de novembro de 2006 pela banca examinadora constituída pelo professor:
Prof. Ms. Fernando Augusto Zancheta
FAJ – Orientador.
FAJ – Examinador.
FAJ – Examinador.
Dedico esse trabalho ao meu pai João Batista Benedetti, pois na sua presença
constante me ensinou o significado da honestidade, da felicidade, do amor, do carinho e dos
beijos que hoje levo em toda minha vida uma das mais belas recordações.
Porém, mesmo que a sua presença física não esteja mais aqui do meu lado, você
ainda continua me influenciando muito com seu jeito de vencedor.
Por tudo isso, e muito mais, meu muito obrigado Pai, pelas suas grandes orientações
e bons exemplos que você me deu a sua vida toda, os quais fizeram com que eu chegasse
a ser o que eu sou hoje.
Agradecimentos
Primeiramente a Deus, por sua proteção e sua luz.
Em seguida a minha mãe, pelo apoio e o incentivo na realização de meus sonhos pelo
qual cheguei até aqui.
Ao meu amigo e Prof. Ms. Fernando Augusto Zancheta, pelo compartilhamento do
entusiasmo, pelas orientações e motivações que certamente foram necessárias para a
concretização desse trabalho.
A minha namorada Talita, por sua alegria, pelo carinho e pela paciência nas horas a
fio em que fiquei colocado nos livros ou na frente do computador. Além de tudo, quero
agradecê-la principalmente por me apoiar nos momentos mais difíceis.
Ao meu irmão, pelos acompanhamentos incessantes, pelas preciosas ajudas e
incansáveis horas trabalhadas, para que esse trabalho se tornasse realidade. No entanto,
não existem palavras que possam representar a minha gratidão.
A todos os meus colegas, em especial ao Marcelo Tavella e a Raquel Marini, pela
ajuda e pela convivência, que foram de grande importância em meu dia-a-dia na faculdade.
Para todos aqueles que eu esqueci, involuntariamente. Obrigado.
Tudo isso é o livro da vida, a aliança do altíssimo, E o conhecimento da verdade.
Eclesiástico 24:32.
“Transforme as pedras que você tropeça, nas pedras da sua escada”.
(Sócrates)
BENEDETTI, Jorge Luís. Como Intensificar a Confiabilidade Humana em Sistemas
Aéreos e Industriais. 2006. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciência da
Computação) – Curso de Ciência da Computação da Faculdade de Jaguariúna, Jaguariúna.
RESUMO
O presente trabalho tem por finalidade apresentar um estudo focado na área de
interfaces homem-computador. Este estudo está delimitado em definir os principais
conceitos de confiabilidade humana e erros humanos, compreender os modelos da atividade
humana e, sobretudo observar os erros humanos ocorridos ao longo da história. Além
dessas características essa pesquisa também tem como propósito descrever os métodos e
técnicas de avaliação da confiabilidade humana, tais como: Técnica de predição das taxas
de falhas humanas (THERP) [1], Análise de operabilidade do perigo (HAZOP) [2], Método
do índice da probabilidade de sucesso (SLIM) [3], Análise de Confiabilidade Humana (HRA)
[4], Análise da árvore de falhas (FTA) [5] entre outras, com o objetivo de desenvolver essas
ferramentas no cenário de uma indústria específica. Ainda, o trabalho tem a demonstrar
como resultados finais a eliminação dos erros, as falhas humanas, auxílios gráficos,
continuidade das operações na empresa e até mesmo buscar a excelência em outros ramos
de atividades.
Palavras chave: ERROS HUMANOS, MÉTODOS E TÉCNICAS DE AVALIAÇÃO DA
CONFIABILIDADE HUMANA, METODOLOGIA.
ABSTRACT
The present work has the purpose to present a study focused in the area of interfaces
man-computer. This study is delimited in defining the main concepts of human reliability and
human mistakes, to understand the models of the human activity and, above all to observe
the human mistakes happened along history. Besides those characteristics this paperwork
also has the purpose to describe the main methods and techniques of evaluation of the
human reliability, such as: Technique for Human Error Rate Prediction (THERP) [1], Analysis
of operability of the danger (HAZOP) [2], Success Likelihood Method (SLIM) [3], Analysis of
Human Reliability (HRA) [4], Fault Tree Analysis (FTA) [5] among others, with the objective
of developing these tools in the scenery of a specific industry. Still, the work has to
demonstrate as final results the elimination of the mistakes, the human flaws, graphic aids,
continuity of the operations in the company and even seek for the excellence in other
branches of activities.
Words key: HUMAN ERRORS, METHODS AND TECHNIQUES OF EVALUATION OF THE
HUMAN RELIABILITY, METHODOLOGY.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Encadeamento entre os conceitos de falha, erro e disfunção..............................18
Figura 2 – Ocorrências aeronáuticas por ano........................................................................ 21
Figura 3 – Percentual de fatores contribuintes.......................................................................21
Figura 4 – Árvore de eventos com múltiplos sucessos.......................................................... 45
Figura 5 – Fluxograma do procedimento de um HAZOP.......................................................51
Figura 6 – Estrutura de uma árvore de falhas........................................................................56
Figura 7 – Fluxograma esquemático da indústria...................................................................33
Figura 8 – Padrão de montagem da análise da árvore de falha.............................................34
Figura 9 – Diagrama da árvore de falha da indústria Benedetti.............................................35
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Erros em relação à intenção a ao estagio cognitivo.............................................23
Tabela 2 – Cálculo do índice de probabilidade do sucesso (SLI)...........................................42
Tabela 3 – Planilha de análise de modos de falhas e efeitos.................................................48
Tabela 4 – Palavras-guia e seus significados........................................................................52
Tabela 5 – Exemplo de desvios..............................................................................................53
Tabela 6 – Modelo da planilha HAZOP..................................................................................53
Tabela 7 – Simbologia lógica de uma árvore de falhas..........................................................57
Tabela 8 – Integrantes da equipe...........................................................................................36
LISTA DE SIGLAS E ABREVEATURAS
AAF
Análise da Árvore de Falhas.
ABIQUIM
Associação Brasileira da Indústria Química
ABNT
Associação Brasileira de Normas Técnicas
CENIP
Centro de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos
CETESB
Companhia Estadual de Tecnologia de Saneamento Ambiental
CHECK LIST
Listas de Verificação
DDM
Dependent Differentiation Method
FAJ
Faculdade de Jaguariúna
FMC
Falhas de Modo Comum
FMEA
Análise de Modos de Falhas e Efeitos
FAT
Análise da Árvore de Falhas
HAZOP
Análise de Operabilidade do Perigo
HEP
Probabilidade do Erro Humano
HRA
Análise de Confiabilidade Humana
IHC
Interface Homem-Computador
ICI
Imperial Chemical Industries
PSF
Condicionamento de Desempenho
Rh
Confiabilidade Humana
SLI
Cálculo do índice de Probabilidade do Sucesso
SLIM
Método do Índice da Probabilidade do Sucesso
SLIM-SAM
SLIM Assessment Module
SLIM-SARAH
SLIM Sensitivity Analysis for Reliability Assessment of Humans
THERP
Técnica de Predição das Taxas de Falhas Humanas
TIC
Técnica de Incidentes Críticos
TRC
Curva de Correlação Tempo-Confiabilidade
SUMÁRIO
RESUMO
ABSTRACT
LISTA DE FIGURAS
LISTA DE TABELAS
LISTA DE SIGLAS E ABREVEATURAS
1. INTRODUÇÃO..................................................................................................................13
1.1
Motivação.............................................................................................................13
1.2
Perspectiva de contribuição.................................................................................14
1.3
Metodologia..........................................................................................................14
1.4
Estrutura do trabalho............................................................................................15
2. DEFINIÇÕES....................................................................................................................16
2.1
Confiabilidade Humana........................................................................................16
2.2
Erros Humanos....................................................................................................17
3. CONSIDERAÇÕES GERAIS APLICADAS A CONFIABILIDADE HUMANA....................19
3.1
O erro humano ao longo da historia.....................................................................19
3.2
A classificação do erro humano...........................................................................22
3.3
As falhas de modo comum...................................................................................24
4. MODELOS DA ATIVIDADE HUMANA.............................................................................24
4.1
Modelo de Rasmussen........................................................................................24
4.2
Modelo de GOMS................................................................................................25
5. MÉTODOS E TÉCNICAS DE AVALIAÇÃO DA CONFIABILIDADE HUMANA.................26
5.1
Método do índice da probabilidade de sucesso (SLIM).......................................26
5.2
Técnica de incidentes críticos (TIC).....................................................................27
5.3
Técnica de predição das taxas de falhas humanas (THERP).............................27
5.4
Técnica what-if.....................................................................................................28
5.5
Análise de modos de falhas e efeitos (FMEA).....................................................28
5.6
Análise de operabilidade do perigo (HAZOP)......................................................28
5.7
Análise da árvore de falhas (AAF).......................................................................29
6. DESENVOLVIMENTO DO PROJETO VISANDO A CONFIABILIDADE HUMANA..........30
6.1
História geral da Indústria Benedetti....................................................................30
6.2
Critério de escolha das ferramentas....................................................................31
6.3
Fase de implementação.......................................................................................32
7. CONSIDERAÇOES FINAIS..............................................................................................39
7.1
Conclusão............................................................................................................39
7.2
Perspectivas de continuidade..............................................................................40
RÊFERENCIAS COMPLEMENTARES..................................................................................41
ANEXO A..........................................................................................................................41
ANEXO B..........................................................................................................................59
RÊFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................................................64
13
1.
- INTRODUÇÃO
A interface homem-computador que conhecemos hoje como IHC é reconhecida desde
a década de 80 [6], mas só começaram a adquirir certa importância a partir da segunda
guerra mundial, quando a complexidade dos equipamentos trouxe pela primeira vez a
preocupação com a capacidade humana de operá-los e, portanto, perceberam que haviam
cometido grandes impactos na confiabilidade dos sistemas militares.
Todavia através de levantamentos bibliográficos, livros, revistas e artigos verificam que
é de vital importância para a humanidade estudar e avaliar as falhas humanas
tradicionalmente empregadas na confiabilidade dos sistemas, pois cada vez mais, altos
níveis de confiabilidades humanas estão surgindo, como por exemplo, no estado de São
Paulo foi aprovada em agosto de 2003 uma nova metodologia de análise e aceitabilidade de
riscos elaborada em parceria com a CETESB e a ABIQUIM [7]. Contudo, hoje em dia
discutir a confiabilidade humana como uma subdisciplina da IHC significa entender a
probabilidade de que uma pessoa falhe no comprimento de uma determina tarefa em função
do tempo.
Desde então, no decorrer desse trabalho de conclusão de curso existem algumas
publicações que revelam de forma mais ou menos detalhadas, os grandes e importantes
acidentes ocorridos na aeronáutica devido a erros humanos, que teve como fundamentos
considerados iniciais para a implementação desse trabalho.
Em resumo, fazendo-se uma analogia nesses acidentes e entre outros dados
pesquisados, foi possível observar a grande quantidade de erros humanos que acontecem
em todos os sistemas críticos, o que acaba integrando a consideração desse estudo em
uma das atividades produtivas da Indústria e Comércio de Aguardente Benedetti.
1.1
- Motivação
Trevor Kletz [8] em analisado com grande extensão o papel humano nos acidentes
industriais e aéreos. Entretanto vários acidentes e incidentes são relatados por ele como
fator principal dos erros humanos. De acordo com a opinião de Ribas [9] em alguns
contextos (na soma dos fatores operacionais e humanos) esses números podem chegar
diretamente ou indiretamente a 90 % das ocorrências. Mesmo assim, essa é uma área que
tem muita eficiência e capacidade de solucionar problemas.
Dentre os acidentes documentados, segundo a analogia de Filgueiras [10] é
interessante observar que nos sistemas mais críticos a maior parte das falhas que existem
14
são de natureza humana, e a não confiabilidade nesse tipo de sistema podem vir a se
transformar em grandes catástrofes, como perdas irreparáveis de vidas humanas, bens
materiais e danos ao meio ambiente. Desta forma, centrar na confiabilidade humana
possibilita grandes campos de trabalhos e muitos estudos.
Todavia com os avanços tecnológicos contínuos muitos métodos e técnicas para a
avaliação da confiabilidade humana foram surgindo e na maioria delas exigindo alta
especialização na sua aplicação, em virtude disso, acabaram despertando ainda mais o meu
interesse.
1.2
- Perspectiva de contribuição
Estudos sobre a confiabilidade humana nas mais variadas atividades mantêm
continuadamente o interesse de muitos pesquisadores. Entretanto a busca da excelência,
em qualquer ambiente de trabalho sempre encontra - se a necessidade da melhora
contínua. Deste então o objetivo desse trabalho de conclusão de curso é prevenir acidentes
e incidentes em indústrias de produção de álcool. Vale ressaltar também que os conceitos e
as teorias que são desenvolvidos ao longo desse trabalho podem, em grande parte, ser
utilizada em muitos outros ramos de atividade.
Todavia a contribuição principal destes esforços é centrar em uma determinada
atividade da Indústria e Comércio de Aguardente Benedetti, no qual a abrangência deste
conhecimento é analisar o sistema crítico de uma caldeira. Fator responsável por todos os
processos executados na indústria desde as máquinas em gerais até a produção de
cachaça.
Diante desse sistema crítico, foi procurado identificar as formas de erros, as
conseqüências, os recursos de informações necessários para evitar cada erro durante a
execução dos comandos e ainda incorporar métodos ou técnicas para mapear as falhas no
sistema.
1.3
- Metodologia
O desenvolvimento desse trabalho tenciona em definir através de levantamentos
bibliográficos (teses, livros, jornais, artigos eletrônicos e revistas complementares) uma
visão geral dos principais conceitos relacionado com a confiabilidade humana. Foi buscado
nessa etapa investigar os erros humanos que causaram grandes catástrofes na aeronáutica
15
que se reproduzem em outras áreas, tais como as indústrias, os meios de transportes e
crescentemente nas áreas médicas.
Outro aspecto importante dessa metodologia refere-se aos modelos de atividade
humana, que tem como propósito em descrever e avaliar o comportamento humano de um
modo geral.
Todavia, no decorrer do desenvolvimento desse trabalho foi procurado definir os
principais métodos e técnicas de avaliação da confiabilidade humana que existe hoje no
mercado e em seguida implementar essas ferramentas escolhidas no cenário da Indústria
Benedetti, buscando melhorar a performance dos equipamentos; as falhas humanas; os
erros humanos; etc.
1.4
- Estrutura do trabalho
O capítulo 1 é constituído pela introdução que se ramifica entre outros tópicos. Esse
capítulo descreve em maior detalhes as motivações, os objetivos e as metodologias
empregadas nessa pesquisa.
O capítulo 2 mostra algumas definições dos termos confiabilidade humana e erro
humano que serão utilizados de forma consistente no decorrer de todo o desenvolvimento
desse trabalho.
O capítulo 3 tenciona-se em apresentar resultados bibliográficos dos principais erros
humanos ocorridos na aeronáutica, com o objetivo de incorporar a confiabilidade humana
em outros ramos de atividades. Destaca-se ainda em outros tópicos a diferença entre erro
humano e falhas humanas de modo comum.
O capitulo 4 caracteriza-se em dois modelos da atividade humana chamando de
Rasmussen e GOMS.
O capítulo 5 apresenta um breve histórico dos métodos e das técnicas de avaliação
da confiabilidade, visando destacar suas principais vantagens, desvantagens e bem como
algumas comparações entre as ferramentas.
O capítulo 6 apresenta uma visão geral da empresa onde foi realizada essa pesquisa,
mostrando a necessidade do desenvolvimento e os critérios de escolha dessas ferramentas.
Vale ressaltar também que nesse capítulo descrevem-se as fases de implementações e os
resultados obtidos dessa empresa.
Finalmente, no capítulo 7 resume-se a conclusão do estudo da confiabilidade humana
perante o desenvolvimento desse trabalho e mostra também algumas propostas para a
continuação de pesquisas futuras.
16
2.
- DEFINIÇÕES
Para melhor compreensão, está seção visa apresentar as principais definições e
conceitos, cujo objetivo é esclarecer o termo utilizado de forma consistente durante todo o
decorrer do trabalho.
2.1
- Confiabilidade humana
Conforme a ABNT [11] (Associação Brasileira de Normas Técnicas), “confiabilidade é
uma característica de um item expressa pela probabilidade de que executará uma função
exibida, sob condições estabelecidas e por um intervalo de tempo determinado”.
De maneira geral, observa-se que a confiabilidade humana é uma ciência abrangente,
que busca determinar a probabilidade do erro humano acontecer em qualquer ambiente de
trabalho, independente das ferramentas que estejam sendo utilizadas. Entretanto a definição
de confiabilidade da atividade humana, ou por simplicidade, confiabilidade humana (Rh) é
discutida na literatura por diversos autores e observa-se uma evolução da definição no
tempo, à medida que os objetos da analise variam, argumenta Filgueiras [12].
Segundo Meister [13] a confiabilidade humana está relacionada com a probabilidade
de que um trabalho ou tarefa seja completado com sucesso, por uma determinada missão
“tempo determinado” que pode ser calculado pela curva de correlação Tempo-Confiabilidade
bastante conhecida como (TRC).
Logo Camara [14] salienta de forma popular os fundamentos da confiabilidade humana
com outras palavras:
•
Estabelece as leis estatísticas da ocorrência de falhas nos dispositivos e nos
sistemas.
•
Estabelece os métodos quantitativos e qualitativos que permitem melhorar os
dispositivos e sistemas mediante a introdução de estratégias capazes de calcular
a probabilidade do erro humano, ou seja, esse método está intimamente
relacionado com a avaliação da confiabilidade humana que será detalhada em
outro capítulo.
17
2.2
- Erros humanos
São encontradas também na literatura inúmeras tentativas de definir o “erro humano”,
portanto observa-se no contexto em geral, que não existe uma concordância única, entre os
autores, para essa definição. Todavia, iniciamos está discussão tomando nota para o termo
como:
“Ato ou efeito de errar. Juízo falso; desacerto, engano. Incorreção, inexatidão. Desvio
de bom caminho; desregramento e falta (Ferreira [15])”.
Entretanto de acordo com Meister [13] os erros humanos são classificados em quatro
grandes categorias:
•
Realização de uma ação de forma incorreta;
•
Não realização de uma ação;
•
Falha na seqüência de realização;
•
Realização de uma ação não requerida.
Para entender melhor a natureza dos erros humanos, Filgueiras [16] argumenta o
termo utilizado como: “Uma ação errônea pode ser definida como uma ação que produz
resultado previsto e/ou que reproduza uma conseqüência não desejada”.
Partindo desses contextos, podemos perceber que a autora define o termo erro
humano de uma forma mais abrangente, como sendo aqueles comportamentos humanos
que reproduz resultados desejados, mas também aqueles que provocam uma conseqüência
indesejada no qual se relacionam com algumas variadas fontes, tais como problema de
sequenciamento, tempo, interfaces ou procedimentos no que colocam as pessoas,
equipamentos ou sistema em situações de risco.
Evidentemente concluímos de uma forma em geral, que todas as ações errôneas
abrangem uma situação onde uma seqüência planejada de atividades físicas ou mentais
falhou na obtenção de um resultado, e estas falhas não podem ser atribuídas às
intervenções de causas externas. A palavra erro só se aplica, portanto, aquelas ações
intencionais. Entretanto para Almeida Júnior [17] apoiado na teoria da confiabilidade
humana, ressalta que o erro pertence à relação entre os conceitos de falhas e disfunção,
como ilustra na Figura 1.
18
Erro
Falha
(Problema em
Disfunção
(Problema Interno)
um módulo ou
(Problema Externo)
subsistema)
Figura 1 – Encadeamento entre os conceitos de falha, erro e disfunção Ref. [17].
Para o mesmo autor, a falha de um componente pode ser causada por problemas
mecânicos ou elétricos (no caso de hardware) ou por algum componente lógico do sistema
(no caso de software). Geralmente as falhas nos componentes podem conduzir a erro que
se configura com problema no sistema ao qual o componente pertence. As falhas que
conduzem ao erro podem acarretar a disfunção do sistema como sendo um desvio no
comportamento, ou seja, esses desvios são eventos que podem distrair o operador de sua
tarefa especifica tais como treinamentos inadequados oferecidos pelos fabricantes;
procedimentos deficientes; pessoal de apoio insuficiente; ambientes físicos e interface
homem computador inadequado.
Particularmente o erro é uma condição normal do seres humanos, e que às vezes
possuem até mesmo papel positivo. Como por exemplo, na maioria das situações, quando o
próprio indivíduo cometer um erro o mesmo aprende e corrige sua atitude. Os problemas
acontecem quando os erros não são detectados e passam por todas as barreiras
construídas pelos projetistas.
De um outro ponto de vista, Alves [18] argumenta que os erros humanos são
causados por: ausência do conhecimento do equipamento; falta de cuidado; esquecimento;
falha na habilidade de julgamento; ausência de instruções e procedimentos operacionais
incorretos. Diante desses fatos, um dos objetivos desse trabalho é explorar a diversidade do
erro humano e garantir a melhoria da interface homem-computador.
19
3.
-
CONSIDERAÇÕES
GERAIS
APLICADAS
A
CONFIABILIDADE HUMANA
Essa seção tenciona-se em demonstrar alguns dos principais acidentes ao longo da
história da aviação civil, focalizando em distinguir em outros tópicos a diferença entre erro
humano e falhas humanas de modo comum.
3.1
- O erro humano ao longo da história
A necessidade de aumentar a confiabilidade humana hoje em dia é intensamente, por
quase todas as áreas interessadas em busca das tecnologias. Para muitos estudiosos que
estão desenvolvendo projetos e trabalhos sobre esse assunto, encontram-se inseridos em
um objetivo principal, que é prevenir acidente em atividades como à exploração espacial,
indústrias nucleares, indústrias químicas e aviações em geral.
Segundo H.L.Willians, conforme mencionado por Dhillon [19], foi uma das primeiras
pessoas que identificou (em 1958) a necessidade de incluir a confiabilidade humana na
avaliação da confiabilidade de sistemas. Desde então, varias referencias de erros humanos
são mencionados por autores de diversas entidades, bem como:
Em 8 de Fevereiro 1979, um avião Bandeirante caiu minutos depois de decolar do
aeroporto de Bauru (SP), matando 18 ocupantes, sendo que à principal causa do acidente
foi provocado por erros humanos [20].
Durante toda a história da Aviação Civil brasileira, o acidente mais mortífero de todos
os tempos, foi o da colisão ocorrido no dia 27 de Março de 1997 entre dois Boeing 747 no
aeroporto de Tenerife (Ilhas Canárias), na Espanha, quando morreram 583 pessoas entre os
Boeings da empresa KLM e a PanAm [21].
Em junho de 1982, o Boeing 727-212ª PP-SRK da empresa Vasp, explodiu aos
arredores da capital chamada pacatuba, causando a morte imediata das 137 pessoas que o
levava. Segundo o Departamento da Aviação brasileira, a falha humana da tripulação foi a
principal causa da queda [22].
Learjet 1982 a serviço da Eletronorte caiu em Rio Branco (AC) quando o piloto tentava
fazer um pouso de emergência, os 10 ocupantes morrem. Embora investigações não
conclusivas apontem como falha humana [20].
Às 9h17 do dia 13 de Novembro de 2001 um Airbus A300 American Airlines caiu no
bairro de Queens, em Nova York, com 255 passageiros e tripulantes a bordo, entretanto não
20
houve sobreviventes. Segundo a Prefeitura de Nova York, pelo menos dozes residências
foram consumidas pelo fogo, na praia de Rockaway e quinze pessoas ficaram feridas [23].
Tragédias no vôo 86 da Pulkovo Airlines causaram a morte de 14 de seus 16
tripulantes, de fato, um porta-voz da comissão disse que, o acidente pode ter sido causado
por um erro técnico ou erro dos pilotos, consequentemente adicionado a “experiência
prática” de como atuar em situações de emergência [24].
O presidente peruano, Alejandro Toledo, disse que, uma falha humana provocou o
acidente com o avião da companhia aérea Tans na região amazônica, matando 46 pessoas,
entre elas seis estrangeiros [25].
No dia 25 de Agosto de 2004, uma aeronave Tu-134 da companhia aérea russa VolgaAviaexpress, caiu na região de Tula, 180 km ao sul de Moscou, matando 43 pessoas entre
elas 35 passageiros e oito tripulantes. Segundo o procurador-geral Vladimir Ustinov
Informou ao presidente Vladimir Putin, que ainda não está claro o que pode ter causado os
acidentes. Ele trabalha com hipóteses de terrorismo, falha humana ou falha mecânica [26].
No início de 2006 quatro pessoas morreram em um acidente durante a aterrissagem
de um bimotor no aeroporto de McClellan-Palomar, ao norte de San Diego (Califórnia). O
pequeno avião derrapou ao chegar à pista e colidiu contra um edifício [27].
Em analise mais recente, Galotti [28] mostra que, no período de 1992-2010, as
previsões para o mercado mundial, incluindo a América do Norte, Europa, Ásia-Pacífico,
América Latina e África, indicavam um crescimento médio em torno de 5% no tráfego anual
de passageiros. Neste contexto, Perry [29] assinala que, “em meados do ano de 2015, caso
o sistema de transporte aéreo americano não acuse nenhuma modificação relevante com
respeito aos processos e tecnologias atuais utilizados na aviação, a ocorrência de desastres
aéreos e de grandes proporções poderá se tornar uma rotina com freqüência de ocorrência
a cada sete ou dez dias”. Entretanto Ribas [9] demonstra na Figura 2 o número de
ocorrências aeronáuticas em determinados períodos.
21
Figura 2 – Ocorrências aeronáuticas por ano Ref. [9].
Dentre os acontecimentos aéreos observados durante esses períodos, fica
evidenciado na Figura 3, que 90% dos casos de ocorrências, relacionam-se ao desempenho
humano (soma dos fatores operacionais e humanos).
Figura 3 – Percentual de fatores contribuintes Ref. [9].
22
Segundo o trabalho desenvolvido por Joshi; Kaufman; Giras [30] sobre sistema de
controle de trens, destacaram que analises pós-acidente, os erros humanos têm um papel
significativo na contribuição de acidentes. Assim o comportamento humano que
desempenha um papel importante sobre a segurança de sistema, deve ser estudado em
profundidade.
3.2
- A classificação do erro humano
A propósito Begosso [31] classificou o erro humano basicamente em duas categorias:
•
Deslizes (slips / lapse)
•
Enganos (mistakes)
De acordo com o mesmo autor, os deslizes (slips) caracterizam-se quando a execução
da ação pretendida não atinge seu objetivo e, em geral, são provocados por uma falha na
atenção dedicada durante a realização de uma tarefa.
Em contra partida, os deslizes podem manifestar-se como explica Filgueiras [12]:
•
Omissões, quando um passo no plano deixa de ser executado;
•
Seleções indevidas, quando na execução de um passo, ele se faz sobre o objeto
errado, muitas vezes por sua semelhança com o objeto desejado;
•
Repetição, quando um passo já realizado é desnecessariamente repetido;
•
Inversões seqüenciais, quando os passos são executados fora da ordem
prevista.
Um outro subtipo especial de deslize, classificado anteriormente por Reason é o
(lapso), que ocorre quando acontece falha de memória e que geralmente não demonstram
comportamentos observáveis, a não ser para o próprio indivíduo que o experimenta. Por
exemplo, o indivíduo prepara mentalmente para falar e no decorrer do discurso uma palavra
ou uma frase lhe falta. Isso pode ocorrer devido uma pequena pausa, fruto do esforço para
recuperar o termo “perdido ou esquecido”, até retomar o fluxo do discurso, com ou sem
fragmento “esquecido”. Resumidamente, concluímos que deslizes e lapso são os erros que
ocorrem a partir de uma falha na execução e/ou na seqüência de uma ação,
independentemente se o plano que direcionava a ação estava ou não adequado para atingir
o objetivo.
Agora, engano (mistake) é considerado como deficiência ou falha no processo de
julgamento para atingi-los, independentemente se as ações dirigidas pelo esquema de
decisão foram executadas de acordo com o plano.
23
Em outras palavras, Filgueiras [32] argumenta que o engano ocorre quando a seleção
do objetivo ou definição do plano para alcançá-lo não é adequado. Este tipo de erro está
associado à necessidade de diagnostico de uma situação ou uma tomada de decisões.
Entretanto, para Reason [31], o engano pode ser classificado em duas classes de
acordo com o nível de desempenho em que eles ocorreram:
•
Engano no nível de regras: envolve falha na seleção ou na aplicação de regras
para a resolução de problemas. Em outras palavras, ou foi aplicada uma regra
errada (não condizente com a situação) ou uma regra adequada foi erroneamente
aplicada, favorecendo ao surgimento de situação inapropriada.
•
Engano no nível de conhecimento: é caracterizado pela necessidade de
resolver novas situações para os quais o individuo não possuem “regras prontas”.
Ele devera apresentar uma solução a partir de seus conhecimentos prévios.
É curioso observar, conforme apresentado na Tabela 1 por Filgueiras, a classificação
dos tipos de erros segundo os níveis de desempenho do modelo de Rasmussen, associado
com o comportamento humano.
Estagio
Comportamento
Tipo de erro
Nível de desempenho
Deslize
Nível de habilidade (skill-based)
Lapso
Nível de habilidade (skill-based)
Engano
Nível de regras (rule-based)
Engano
Nível
Cognitivo
Ação
não
acontece Execução
conforme o plano
Ação
não
acontece Memória
conforme o plano
Plano selecionado não Planejamento
obtém
o
resultado
pretendido
Plano
criado
obtém
o
não Planejamento
resultado
de
conhecimento
(Knowledge-based)
pretendido
Tabela 1 – Erros em relação à intenção a ao estagio cognitivo Ref. [12].
24
3.3
- As falhas de modo comum
Segundo Boume [33], as falhas de modo comum (FMC) requerem um cuidado
especial, pois podem ser induzidas nas etapas de instalação de um processo, desde a
concepção até a operação como se relacionam na situação abaixo:
Percebe-se pelos fatos documentados na época, que o acidente causado entre os dois
Boeing da empresa KLM e PanAm, ocorreram devido a múltiplas falhas, sendo que uma
delas foi a utilização de um mesmo canal de comunicação para as duas aeronaves que
estavam (indefinidamente) uma em cada extremo da pista. Quando a torre disse “OK” para o
Boeing que iria decolar, o piloto do outro avião também ouviu, e começou a andar na pista
em direção a cabeceira para a decolagem e por conseqüência de uma falha na
comunicação ou erros humanos acabaram colidindo.
4.
- MODELOS DA ATIVIDADE HUMANA
Está seção visa apresentar dois modelos da atividade humana, com o intuito de
atender os seguintes objetivos:
•
O primeiro modelo serve para calcular o desempenho humano, diagnosticar as
soluções dos problemas e prever as ferramentas que serão utilizadas como
suporte. Em outras palavras, esse modelo e bastante usado para explicar as
causas do erro humano.
•
O segundo permite calcular o tempo gasto para cada operador em determinadas
tarefas, ou seja, esse modelo é útil para prever o comportamento do usuário em
uma função bem especifica.
4.1
- Modelo de Rasmussen
Segundo Filgueiras [34] o modelo de Rasmussen é bastante conhecido como modelo
da escada e tem por objetivo explicar o comportamento humano. Geralmente esse modelo é
utilizado para estudar atividades de erros humanos que foram causadas durante os
processos de resolução de problemas.
Filgueiras dividiu também os modelos de atividades desempenhadas pelo operador
em três níveis de camada:
25
•
Nível de habilidade (skill-based): está associado à tarefa que necessitam de
habilidades manuais. Geralmente essas habilidades são frutos da pratica rotineira
de uma atividade, fazendo com que o individuo produza respostas rapidamente na
presença de estimulo.
•
Nível de regras (rule-based): está associada a regras existentes na base de
conhecimento que determinam à ação a partir de um diagnóstico do estimulo, ou
seja, o indivíduo utiliza regras existentes para execução de tal ação.
•
Nível de conhecimento (knowledge-based): está relacionado com atividades
mais complexas, isto é, aquelas que não dependem de respostas instantâneas e
nem de treinamento prévio para executá-las. Os níveis inferiores de desempenho
(skill e rule) proporcionam ao indivíduo um acúmulo de experiências pelas
atividades de raciocínio inferencial e treinamento para a execução da ação.
Resumidamente é importante notar que o modelo de Rasmussen permite refletir sobre
o fato de que diferentes atividades demandam diferentes níveis de atenção, treinamento ou
habilidade manual. Entretanto erros podem surgir na medida em que as tarefas são
executadas em cada uma das camadas. Como mencionado anteriormente, de acordo com a
natureza das camadas de desempenho, da mais simples para a mais elaborada, a
knowledge-based, é a que demonstra um maior aumento no grau de execução da
complexidade.
4.2
- Modelo de GOMS – Goals, Operators, Methods, Selection
Rules
O modelo GOMS foi desenvolvido em Palo Alto Research Center, por Card Moran e
Newell em 1974 [12], com o objetivo de qualificar e quantificar os parâmetros humanos, na
realização de uma tarefa com o computador.
Em outras palavras o modelo GOMS é fundamental para definir tarefas do usuário de
forma a avaliar o tempo de cada tarefa, verificar se o operador cumpriu o trabalho proposto,
analisar se o operador conseguiu assimilar as instruções de operações e se identificou
algum erro durante o processo. Alguns exemplos de aplicação desse modelo são:
•
O operador de uma maquina que injeta certo fluido, tem a função de fechar a
válvula em um tempo pré-estabelecido e muitas vezes não executa no tempo
determinado;
•
Durante o treinamento do pessoal é possível saber se os funcionários abstraíram
todo o conteúdo necessário;
26
Operadores inexperientes têm grandes dificuldades em conduzir certos tipos de
•
tarefas como, por exemplo, mudar a posição das mãos sobre o controle de um
equipamento.
5.
-
MÉTODOS
E
TÉCNICAS
DE
AVALIAÇÃO
DA
Esse tópico exibe um breve histórico dos métodos e das técnicas de avaliação da
confiabilidade humana, cuja finalidade é apresentar as ferramentas mais utilizadas hoje no
mercado que resultam em prever as probabilidades dos erros humanos acontecerem;
diagnosticar os detalhes dos erros; compreender as incorporações desses erros nas
descrições dos eventos relevantes para cada risco, bem com discutir nessa pesquisa suas
principais vantagens e desvantagens.
Todavia os métodos e as técnicas apresentados a seguir não são considerados
totalmente eficazes, pois os resultados finais vão depender das tarefas e das pessoas que
manipulam. Entretanto o detalhamento de cada uma das ferramentas, descritas nas
próximas seções, encontram-se no Anexo A.
5.1
- Método do índice da probabilidade de sucesso (SLIM)
O SLIM é um método de avaliação quantitativa que permite estimar a probabilidade
dos erros humanos por julgamento dos especialistas (operadores, supervisores ou qualquer
profissional que tenha contato freqüente com o processo). Foi inicialmente desenvolvido por
Embrey em 1984 para apoiar os órgãos regulatórios Americanos, mas hoje seu uso foi
estendido para outras atividades como a indústria petroquímica, transporte, etc.
Como vantagem, esse método apresenta vários dispositivos atraentes, ou seja,
aparece na forma de dois pacotes: O SLIM-SAM (SLIM Assessment Module) o qual tem a
capacidade de gerar o índice da probabilidade do sucesso de até 10 tarefas em uma única
sessão e o SLIM-SARAH (SLIM Sensitivity Analysis for Reliability Assessment of Humans)
que permite executar analises adicionais de sensibilidades e custo benefícios.
Outra vantagem dessa metodologia, é que o erro associa - se em tarefas e pode ser
aplicado em qualquer nível de detalhes, como uma tarefa total, em sub-tarefas, passos das
tarefas, e até mesmo a erros individuais.
Porém a desvantagem fundamental desse método, é que ele exige pessoas
especializadas e experientes.
27
5.2
- Técnica de incidentes críticos (TIC)
A técnica de incidentes críticos é um procedimento qualitativo, que se originou durante
a segunda guerra mundial em um programa psicológico de avaliação da Força Aérea dos
Estados Unidos em meados de 1941. No entanto, pode-se dizer que essa técnica é
parecidíssima com o método do índice da probabilidade de sucesso, embora seus objetivos
principais sejam: detectar o elevado número de ocorrência de acidentes que envolvam
instruções erradas, deficiência nos equipamentos, falta de treinamento nos projetos dos
sistemas, entre outras.
Observa-se ainda que a aplicação dessa técnica encontra-se nas indústrias
siderúrgicas, nas empresas, nos meios de transportes e também para uso de questões
ergonômicas.
Por outro lado, um dos seus grandes problemas está relacionado com as descrições e
com os detalhes que as pessoas respondem, ou seja, se os convidados no momento dos
questionários não informarem de tudo o que ele viu ou presenciou no dia do acidente, por
conseqüência o observador pode descrever uma realidade deformada ou uma analise
crucial dos fatos.
5.3
- Técnica de predição das taxas de falhas humanas (THERP)
A metodologia THERP é uma das técnicas mais antiga, foi originalmente desenvolvida
por Swain e Guttman na década de 1960 para aplicações no contexto militares e
posteriormente integraram-se nas áreas de altos riscos, tais como: indústrias nucleares,
químicas, setores eletrônicos, aéreos, etc.
Em resumo, seus principais objetivos são diagnosticar a probabilidade do erro humano
e avaliar o grau de degradação dos sistemas homem-computador causados provavelmente
pelos erros humanos sozinhos ou em conjunto com o mau funcionamento dos
equipamentos.
Além desses fatores, é interessante observar que a técnica de predição das taxas de
falhas humanas é uma ferramenta prática, transparente, bem documentada e fortemente
orientada a regras, o que acaba facilitando bastante à operação, quando uma ordem é préestabelecida.
Como sempre acontece, essa metodologia também tem algumas desvantagens: Uma
das suas principais desvantagens é que a THERP torna-se difícil para muitos projetistas
devido ao seu alto nível de detalhes e por ser extremamente trabalhosa e lenta.
28
5.4
- Técnica what-if
É uma das técnicas qualitativas mais simples e de uso genérico. A metodologia
baseia-se na aplicação da pergunta “o que ocorre se”, sobre um determinado sistema ou
equipamento, com o objetivo de simular situações imprevistas, tais como erros humanos,
falhas humanas, causas de riscos, omissões em projetos, entre outras.
Atualmente essa técnica é aplicada sobre o ponto de vista dos especialistas, como
projetos, manutenção mecânica, elétrica, eletrônica, prevenção ambiental, etc.
Quanto à questão das vantagens, podemos dizer que essa técnica é relativamente
fácil de utilizar, devido a suas perguntas serem mais livres; a equipe técnica de avaliadores
serem multidisciplinares e por apresentar um desempenho mais abrangente do que as
outras ferramentas.
Quanto ao lado negativo, à técnica what-if produz somente resultados quantitativos e
determina apenas conseqüências do perigo.
5.5
- Análise de modos de falhas e efeitos (FMEA)
A FMEA surgiu em 1949 devido às falhas ocorridas nos componentes das indústrias
espaciais, embora hoje alguns autores relatam que essa técnica vem ganhando larga
aceitação nas industrias aeroespaciais, militares e de processos.
Vale observar também que as falhas são conduzidas de forma qualitativa ou
quantitativa e, se bem aplicada pode auxiliar na identificação dos erros humanos; estimar as
taxas de falhas, estabelecer mudanças a serem realizadas para aumentar a probabilidade
do sistema ou do equipamento, entre outras.
Da mesma forma que as outras técnicas, essa ferramenta também possui vantagens e
desvantagens, ou seja, ela não exige cálculos sofisticados, são fortemente documentadas e
de fácil desenvolvimento.
Por outro lado, é extremamente demorada em sistemas mais complexos e recomendase a aplicação de outra técnica.
5.6
- Análise de operabilidade do perigo (HAZOP)
A teoria da técnica de analise de operabilidade do perigo surgiu no final da década de
60, com o propósito de ser aplicada nas indústrias químicas e petrolíferas, mas atualmente
29
com o avanço tecnológico continuo a metodologia HAZOP é empregada em diversas linhas
de processos e em outros ramos de atividades.
Todavia, no decorrer do seu desenvolvimento são utilizados “palavras-guias” para a
elaboração de perguntas, sobre alguns desvios típicos que podem ocorrer durante o
funcionamento anormal de uma indústria. Essas palavras guias foram combinadas com
parâmetro do tipo: fluxo; pressão; temperatura, uma fase, etc, com o objetivo principal de
identificar os possíveis problemas, avaliar os riscos e identificar as falhas.
Outros aspectos bastante interessantes dessa técnica referem-se às vantagens:
•
A HAZOP pode ser aplicada em projetos e modificações de menores e grandes
portes.
•
Apresenta um método quantitativo, um sistema estruturado e uma equipe
totalmente multidisciplinar, fazendo com que a criatividade individual sejam
estimulada, os esquecimentos evitados e a compreensão das interfaces dos
sistemas alcançadas.
Apesar disso tudo, o grande problema dessa técnica relaciona-se com o número de
pessoas participantes, ou seja, são maiores do que nas outras metodologias de avaliação
da confiabilidade humana.
5.7
- Análise da árvore de falhas (AAF)
A árvore de falhas é uma representação gráfica que surgiu em 1961 a pedido da Força
Aérea Americana em avaliar os sistemas de controle do Míssil Balístico Minuteman. Suas
premissas fundamentais são: calcular as estimativas dos ricos, identificarem as causas
primárias das falhas, analisar a confiabilidade dos sistemas, solucionar problemas de
manutenção, etc.
No entanto para se aplicar essa técnica, são utilizados símbolos padrões, definidos por
eventos, comportas lógicas e transferências. Conceitualmente, o principal uso dessa
ferramenta encontra-se em áreas de computadores, eletrônica, nas indústrias, nas
empresas e também em sistemas de segurança.
Em geral, a técnica AAF apresenta vantagens e facilidades, tais como: ajuda a fazer
uma avaliação qualitativa e quantitativa, analisa as seqüências mais críticas, identifica as
falhas mais importantes de um processo, entre outras.
Para finalizar, o ponto negativo é que ela não identifica os perigos e os diagramas
podem apresentar uma estrutura muito complexa.
30
6.
-
DESENVOLVIMENTO
DO
PROJETO
VISANDO
A
Essa seção caracteriza em abordar uma visão geral da indústria e definir os critérios
de escolha das ferramentas que serão utilizadas na fase da implantação.
6.1
- História geral da Indústria Benedetti
Localizada no Km. 138 da Rodovia Amparo-Serra Negra, a indústria Benedetti é
responsável pela produção e pelo comércio da aguardente de cana “Flor da Montanha” há
muitos anos em todas as regiões. Antigamente sua produção era limitada, pois a partir do
século XVII os proprietários resolveram dar mais ênfase na produção, trocaram os
alambiques de cobre de pequeno porte por alambiques maiores e consequentemente com o
fim da mão de obra barata, iniciaram-se o processo de modernização de toda a indústria.
Evidentemente segundo os documentos da época, a empresa enfrentou sérios
problemas, relacionados principalmente, com a falta de conhecimentos da tecnologia,
funcionários capacitados, confiabilidade nos processos, falhas humanas, erros humanos
falta de energia elétrica, etc.
Todavia, com o passar do tempo e com o aumento crescente do consumo, a cachaça
tornou-se um produto muito importante, não apenas pelas degustações, mas também pelo
seu papel econômico.
Segundo Costa [56] e a associação mineira dos produtores de cachaça de qualidade
[57] relatam que as aguardentes brasileiras atingiram um faturamento de aproximadamente
mais de R$ 2 bilhões para o pais, 400 mil empregos direto no campo e ainda um outro fator
que chama muita a atenção é que as exportações têm crescido em média 10% ao ano.
Portanto, com tantas exigências competitivas no mercado, a fábrica se reorganizou em
vários setores, onde cada um é responsável por uma etapa do processo de produção da
cachaça, entre eles destacam-se:
•
Plantação - a plantação da cana tem seu tempo pré-estabelecido, entre o mês de
Março à Novembro.
•
Colheita - o setor da colheita é independente da plantação, embora seu período
de poda também seja pré-estabelecido, entre Junho à Dezembro.
•
Moagem - setor onde a cana é processada para extrair a garapa (caldo de cana).
31
•
Fermentação - nesse setor a garapa fica “descansando” em reservatórios
chamados de dornas de fermentação. Aqui o açúcar transforma-se em álcool
etílico e cachaça define seu gosto, aroma e qualidade.
•
Caldeira - Neste local é onde ocorre a queima dos resíduos finais da cana
(bagaço) material resultante da moagem, cuja à determinada pressão são
produzidos os vapores na forma de energia que vão sustentar todos os engenhos
da indústria e outros setores tais como: a máquina de lavagem de vasilhames e a
máquina de produção de bebidas em gerais.
•
Destilação – É a etapa final da produção de cachaça. Aqui a garapa fermentada
ou mosto é colocado dentro de alambiques de cobre, chamados de destiladores,
que por meios de serpentinas (canos de cobre ondulados onde circula o vapor), o
mosto entra em ebulição e transforma-se na famosa cachaça brasileira.
Porém, diante desses fatos é importante ressaltar que objetivo geral desse trabalho é
implementar em um desses setores, principalmente a caldeira, que é o coração da indústria,
uma ferramenta que auxiliem em identificar os perigos, os desvios de parâmetros de
processos, os problemas de manutenção, a confiabilidade humana, entre outras.
6.2
- Critério de escolha das ferramentas
Dentre os métodos e as técnicas de avaliação da confiabilidade humana apresentado
anteriormente, é possível demonstrar de alguma forma que essas ferramentas servem para
identificar os erros humanos e analisar as falhas humanas. No entanto algumas são
melhores que as outras, mas todas elas têm aspectos particulares em comum, que fazem
com que sejam escolhidas.
Todavia, o primeiro critério inicial da escolha dessas ferramentas, foi verificar todos os
métodos e técnicas que existem hoje no mercado, (inclusive algumas já apresentadas),
levando em conta útil somente aquelas de grande importância para o setor da indústria e
Comércio de Aguardente Benedetti.
O segundo critério traçado nesse plano de escolha foi avaliar a performance das
ferramentas, a capacidade de identificação dos erros humanos, os recursos necessários
para o desenvolvimento das técnicas, a documentação produzida, a aceitabilidade da
metodologia, etc.
De modo geral, concluímos que as ferramentas que mais se assemelham com o
cenário dessa empresa foram à técnica AAF associada paralelamente com a HAZOP, ou
seja, a primeira metodologia é uma ferramenta ideal para identificar as falhas que ocorrem
em qualquer unidade de processos industriais de altos riscos (como por exemplo, a caldeira
32
que será estudada na fase da implementação). Já a segunda, além de abordar os fatores
citados acima, ela também é uma ferramenta muito poderosa para identificar a
confiabilidade dos sistemas, solucionar problemas de manutenção, demonstrar melhorias,
etc.
Outro fator muito importante do uso paralelo dessas duas técnicas, é que se a HAZOP
não conseguir identificar algumas falhas ou riscos a AFF entra em ação.
Nas falhas de modo comum, por exemplo, algumas coisas não são facilmente
caracterizadas pela HAZOP, mas são explicitamente detalhadas no desenvolvimento da
árvore de falhas.
Em princípio, de acordo com levantamentos bibliográficos, a técnica What-if e as listas
de verificação (Check List) podem prever os mesmo riscos que a técnica HAZOP, embora
seus usos sejam ilimitados, quer dizer não abrangem a mesma proporção.
Logo a FMEA é uma metodologia muito eficiente em sistemas simples ou em falhas
simples, pois em sistemas muito complexo recomenda-se a aplicação de AAF.
Diante disso, concluímos que não foram utilizadas outras ferramentas tais como TCI;
THERP; SLIM; HRA; DDM; entre outras, devido à forma com que os especialistas conduzem
as reuniões de estudos.
6.3
- Fase de implementação
Na primeira etapa do desenvolvimento, começaremos analisando o cenário da
empresa, com o objetivo de compreender os riscos mais graves do sistema, quais as
combinações dos eventos que podem causar grandes catástrofes, as causas iniciais dos
problemas, etc.
Logo após, o detalhamento do cenário da indústria, iniciaremos o processo de
construção da árvore de falha, que também inclui paralelamente nesse desenvolvimento à
técnica HAZOP, cujo objetivo final é fornecer uma análise mais especifica.
No entanto, para se ter um melhor entendimento desse estudo é de fundamental
importância mostrar na Figura 7 a seguir um fluxograma geral da fábrica.
33
Válvula2 - Exaustor
Moagem - 01
Válvula 4 - Limpeza
Válvula3 - Entrada de ar
Painel de controle
da Temperatura
Válvula 7 - Macaco
hidráulico
Moagem - 02
Alarme
01
Linha Principal do
Vapor
Caldeira
Maquina de
lavagem de
vasilhame
Válvula1- Saída da Pressão
Alarme
02
Painel do nível de
água
Painel de controle
da descarga
“limpeza”
Maquina
de bebida
Alarme Geral
Evacuar a área
Painel de controle
da pressão
Válvula 6 – Entrada de água
Destilador
Painel de controle
da pressão
Painel de controle
da pressão
Limpeza
Válvula 5 - Entrada do bagaço
Alarme 03
Figura 7 – Fluxograma esquemático da indústria
34
A partir do diagrama esquemático da indústria, o próximo passo é definir o evento topo,
as comportas lógicas, os eventos básicos, e outras simbologias como foi mostrado na
Tabela 7 do Anexo A.
Todavia, para facilitar a construção da AAF vamos seguir o padrão abaixo.
Descrição do sistema
Identificador
Simbologia
Figura 8 – Padrão de montagem da análise da árvore de falha Ref. [5].
35
Falta vapor na
linha principal
T1
Válvula 01
fechada
Ruptura na
tubulação
Falta vapor na
linha principal
A1
A2
T2
Controle da Pressão
Controle do nível de água
C1
C2
Operador não
checou a
anomalia no
sistema
Operador não
verificou
alarme_1
Operador não
checou a
anomalia no
sistema
D1
C3
Operador não
verificou
alarme_2
D2
C4
Alarme
Geral
Válvula 2
Válvula 3
Válvula 4
Válvula 5
Válvula 6
Válvula 7
E1
E2
E3
E4
E6
E7
Figura 9 – Diagrama da árvore de falha da indústria Benedetti
36
Contudo, concluímos que a árvore de falha procura nesse trabalho analisar a
confiabilidade do sistema, reduzir as probabilidades dos eventos indesejáveis, fornecer
auxilio gráfico para dar mais visibilidade nas próximas reestruturações dos sistemas e,
sobretudo apoiar no desenvolvimento da técnica HAZOP.
Todavia, conforme foi citado por alguns autores no anexo A, a implementação da
técnica HAZOP constitui-se em cinco etapas. Portanto para atingir o sucesso desse estudo
seguiremos esses levantamentos bibliográficos.
A primeira etapa tem como propósito selecionar as pessoas que vão fazer parte dessa
equipe. Normalmente participaram das reuniões representantes do processo da caldeira,
operadores que fazem a manutenção, a segurança, os eletricistas e o chefe desse setor.
Lembrando que as equipes formadas para esse tipo de desenvolvimento foram de
aproximadamente sete pessoas, pois experiências mostraram que grupos maiores tornaram
o andamento lente e complicado.
A tabela 8 a seguir mostra os nomes dos integrantes que se disponibilizaram a
participar da equipe.
Nomes dos integrantes
Função
Armando Domingues Benedetti
Chefe
Líder
Márcio Ângelo Benedetti
Engenheiro elétrico
Wilson Oliveira Santos
Operador01
Benedito Isaias
Operador02
Ângelo Joel Melzani
Segurança
João Eduardo Benedetti
Químico
Tabela 8 – Integrantes da equipe
Devido a esses fatos, determinamos também como regra geral, que as entrevistas
individuais devem durar em torno de dez a quinze minutos, os equipamentos devem levar
uma hora e as reuniões finais estimam-se superficial entre duas a três horas.
No entanto, a segunda etapa denominada de planejamento dos riscos, o coordenador
escolhido definiu um plano geral dos principais pontos a serem abordados pelo grupo, ou
seja, demonstra a razão pela qual se está desenvolvendo uma analise desta natureza.
Dentre as metas mais importantes estão:
•
Checar os itens de segurança da indústria e dos funcionários;
37
•
Definir melhorias em geral;
•
Verificar os procedimentos de operação na caldeira;
•
Analisar os principais problemas e os ricos mais significantes do processo;
•
Desenvolver ações de emergências caso as mesmas ocorram.
De fato, a etapa três é a mais importante, pois aborda o desenvolvimento dos estudos,
planejamento das reuniões, planejamento da equipe, preparação do material necessário, etc.
Uma vez que todos esses dados tenham sido reunidos, analisados e organizados, a
equipe de avaliadores começa a conduzir a metodologia sobre um fluxograma de
Engenharia, conforme foi mostrado na Figura 5 do Anexo A e a partir daí o grupo
desempenham-se em aplicar todas as palavras guias que também foi mostrado na Tabela 4
do Anexo A.
No entanto, para entender melhor a aplicação da técnica HAZOP, a seguir são
apresentados alguns exemplo de como foram conduzidos às avaliações no cenário da
indústria de Aguardente Benedetti.
Vale ressaltar também que em alguns requisitos o líder pediu para os especialistas
mais experientes avaliar o desempenho do operador aplicando-se o método de GOMS.
Exemplo 01
Nome: Márcio Ângelo Benedetti
Palavra-guia: Maior.
Parâmetro de processo: Pressão.
Desvio: Pressão alta.
Causas: Operador não realiza leitura correta; Há treinamento, mas o evento nunca foi
presenciado.
Detecções: Indicador no relógio de controle.
Conseqüências:
Possíveis
rupturas
nas
tubulações;
Explosão
na
fabrica;
Mau
funcionamento nos subsistemas.
Proteções: Válvula de alívio de pressão; Tubulações que suportem altas pressões.
Ações sugeridas: Colocar duplo alarme no sistema, Melhorar a interface do operador com
relação ao painel de controle da pressão; Divulgar eventos já vividos; Efetuar a manutenção
a cada safra.
Requisito extra: Foi possível verificar através do modelo de GOMS que operadores sem
experiências têm certas dificuldades em conduzir esse tipo de tarefa.
38
Exemplo 02
Nome: Jorge Luís Benedetti
Palavra-guia: Nenhum.
Parâmetro de processo: Fluxo.
Desvio: Ausência de fluxo
Causas: Operador não abre a válvula de exaustão; Nível de instrução insuficiente; falha ou
erro humano; esquecimento.
Detecções: Queda na pressão ou pressão excessiva.
Conseqüências: Intoxicação pelo acumulo de fumaça; Queda na produção de cachaça;
paralisação de todos os setores da empresa.
Proteções: Determinação do operador para corrigir o erro; Sensores controlando a pressão
e a saída da fumaça.
Ações sugeridas: Informar o rico e a perda de produção aos operadores.
Exemplo 03
Nome: Ângelo Joel Melzani
Palavra-guia: Não.
Parâmetro de processo: Fluxo.
Desvio: Ausência de fluxo.
Causas: Falta de treinamento; painel de controle mal projetado; falta de água nos
Reservatórios; Ruídos acima de 98 decibéis; Problemas com os equipamentos.
Detecções: Alarme 1 acionada; Painel que controla a pressão em queda.
Conseqüências: Dilatações nas paredes da caldeira; Explosão; Maquinários param de
funcionar; Prejudica a geração de vapor.
Proteções: Colocar bóias automáticas nos reservatórios de água; Sensores para injetar
água automaticamente na caldeira.
Ações sugeridas: Além do sistema de alarme sonoro, adaptar um led como sinalizador
luminoso.
Esses procedimentos continuaram até que todos os parâmetros dos processos da
caldeira fossem concluídos. Após o término do estudo, o próximo passo visou o líder do
grupo checar se todas as propostas colocadas no papel foram analisadas, implementadas e
sugeridas de maneira correta.
Para finalizar a implementação da técnica HAZOP foi aconselhável o registro completo
de todos os materiais utilizados, tais como: gravações (que se encontram no CD), correções
39
imediatas, depoimentos de idéias e raciocínios. Enfim, todas e qualquer situações
resultantes desse trabalho estão sendo documentadas e arquivadas no Anexo B Lembrando
que as informações contidas nestes registros tem por objetivo ser claras e semanticamente
compreensíveis por qualquer pessoa.
7.
- CONSIDERAÇOES FINAIS
Está seção descreve de modo resumido a conclusão final do trabalho e propõem
parcialmente linhas de pesquisas futuras e temas relacionados com o desenvolvimento.
7.1
- Conclusão
O ponto inicial desse trabalho foi demonstrar que a confiabilidade humana hoje em dia
é intensamente por quase todas as áreas interessadas em buscar a inovação tecnológica.
Em virtude disso comprovamos através de levantamentos bibliográficos Filgueiras [10], Alves
[47] e Ambros [58] que os erros humanos podem ser considerados como a causa ou o fator
contribuinte para uma serie de incidentes ou acidentes aéreos e industriais.
Diante desse fato, o pressuposto básico desse trabalho foi descrever um histórico geral
dos principais acidentes da aviação civil, com o objetivo de se destacar a confiabilidade
humana em outros ramos de atividades.
A partir dessa visão, é que se optou em discutir um estudo dos métodos e das técnicas
de avaliação da confiabilidade humana e implementar uma ferramenta que melhor se
adaptasse no cenário da Indústria e Comércio de Aguardente Benedetti.
No desenvolvimento desse estudo duas ferramentas foram selecionadas:
•
A metodologia AAF que puncionou grande alcance para a indústria, tais como:
identificou as probabilidades dos eventos indesejáveis, forneceu auxilio gráfico
para dar mais visibilidade nas próximas reestruturações dos sistemas e, sobretudo
apoiou no desenvolvimento da análise de operabilidade do perigo.
•
A metodologia HAZOP teve um maior campo de aplicação. No seu estudo foi
possível identificar a falta de treinamento do pessoal, falta de planejamento, ruído
elevado, acesso às informações inadequadas, falhas humanas, erros humanos,
etc.
Além disso, essa ferramenta possibilita descrever melhorias, soluções e
prevenções em geral.
40
Portanto, concluímos finalmente que esse estudo foi de vital importância para o
sucesso da empresa em questão, pois os dados foram levantados por uma equipe de
pessoas de vários conhecimentos e se forem bem conduzidos às propostas dos
especialistas a confiabilidade do sistema da caldeira estará quase imune à ocorrência de um
acidente ou incidente.
7.2
- Perspectivas de continuidade
Todas as teorias e observações, mencionadas neste trabalho, permanecem sendo
estudas por muitos pesquisadores em todo mundo. Embora a seguir resumem-se algumas
questões muito importantes que devem ser levados em conta:
•
No dia 29 de Setembro de 2006 aconteceu o maior desastre aéreo de toda história
brasileira, entre a colisão do jato Legacy com o Boeing 737/800 da Gol que acabou
caindo no norte de Mato grosso, matando 154 pessoa. Segundo os especialistas o
acidente foi causado por uma série de erros não apurados totalmente, tais como:
falha no controle aéreo em Brasília, falha humana, ineficiência na cobertura de
rádio no Centro-Oeste, sobrecarga de trabalho, dúvidas sobre procedimentos do
piloto e equipamentos em pelo menos um dos aviões envolvidos no choque e até
mesmo a queda de uma peça da Boeing [59, 60].
Diante desse fato, a linha de pesquisa nesse contexto abrange um estudo dos
métodos e das técnicas de avaliação da confiabilidade humana, cuja proposta é
reduzir a probabilidade dos erros humanos acontecerem e conceber melhorias nos
sistemas como um todo.
•
Outro fator de perspectivas futuras é a continuação do desenvolvimento no cenário
da Indústria e Comércio de Aguardente Benedetti que dispõem de setores que
ainda não foram abordados (como por exemplo, setor da destilação; da lavagem
de vasilhames e da produção de outras bebidas em gerais) e que merecem ser
incluídos em futuros trabalhos.
41
RÊFERENCIA COMPLEMENTAR
ANEXO A – MÉTODOS E TÉCNICAS PARA A IDENTIFICAÇÃO E
REDUÇÃO DOS ERROS HUMANOS
Este documento mostra em maiores detalhes as ferramentas que foram utilizadas para
descrever o capítulo 5.
A.1
- Método do índice da probabilidade de sucesso (SLIM)
Desenvolvido por Embrey [3], esse método permite estimar a probabilidade dos erros
humanos por julgamento dos especialistas (operadores, supervisores ou qualquer
profissional que tenha contato freqüente com o processo), incorporando-se em fatores
individuais, gerenciais e organizacionais, tais como tempo, qualidade dos procedimentos,
indicações dos parâmetros críticos, nível de distração, etc.
Porém, quando se deseja identificar qual a probabilidade dos erros humanos
acontecerem em um determinado sistema operacional, devem ser levados em contas os
fatores que influenciam essas probabilidades. Segundo Filgueiras [12] essas influências
estão relacionadas diretamente com:
•
Fatores ambientais;
•
Natureza da tarefa;
•
Qualidade e pertinência das interfaces;
•
Existência de recursos de auxílio à operação;
•
Restrições à realização da tarefa;
Todavia, associado a essas informações e outros levantamentos bibliográficos,
concluímos que os especialistas convocados para esse tipo de analise recebem um
questionário com alguns fatores e pede-se para que os especialistas julguem as suas
importâncias na prevenção dos erros.
Além disso, calcula-se o peso da influência (cada valor e dividindo pela soma de todas
as importâncias).
Em seguida, o cálculo do índice da probabilidade do sucesso é obtido (multiplicando a
importância pelo peso e somando-se todos os seus valores finais), como ilustra o exemplo
da Tabela 2, realizado em um cenário onde o operador tem experiência no ramo a mais de
10 anos.
42
Importância
Peso
Resultado
Quantidade de informação
100
0.50
50.0
Treinamento
50
0.25
12.5
Tempo disponível
30
0.15
4.5
Fatores ambientais
20
0.10
2.0
Total
200
1.00
69.00
Questionário
Tabela 2 - Cálculo do índice de probabilidade do sucesso (SLI).
Portanto, esse cálculo também pode ser obtido pela formula:
N
SLI =
∑
Wi *Ri
I=1
Onde:
N - Representa o número de influencias atribuídos no questionário.
Wi – Representa o índice da qualidade da influência (importância).
Ri – Representa a influência sobre o erro (peso).
A.1.1 - Contexto de aplicação
O método SLIM é conduzido de forma quantitativo e sua principal característica é o
julgamento dos especialistas em um nível de detalhes mais macroscópico do que a
metodologia THERP, que será estudado em maiores detalhes no tópico A.3.
Como vantagem, esse método apresenta vários dispositivos atraentes, ou seja,
aparece na forma de dois pacotes: O SLIM-SAM (SLIM Assessment Module) o qual tem a
capacidade de gerar o índice da probabilidade do sucesso de até 10 tarefas em uma única
sessão e o SLIM-SARAH (SLIM Sensitivity Analysis for Reliability Assessment of Humans)
que permite executar analises adicionais de sensibilidades e custo benefícios.
É interessante observar também que esse método foi considerado como âncora para o
cálculo do índice de probabilidade do sucesso (SLI), devido a uma falta de base de dados
que caracterizam o erro humano.
O problema fundamental desse método, é que ele exige pessoas especializadas e
experientes.
43
A.2
- Técnica de incidentes críticos (TIC)
Para se ter uma idéia geral dessa ferramenta é concedida nesse trabalho a principal
diferença entre incidente e acidente, ou seja, segundo Ragasson [35] incidente pode não vir
a afetar o homem, enquanto que o acidente necessariamente, envolve uma série de eventos
culminando a um acontecimento causal.
Todavia, a técnica de incidentes crítico é um procedimento qualitativo, que se originou
durante a segunda guerra mundial em um programa psicológico de avaliação da Força
Aérea dos Estados Unidos em meados de 1941[36]. No entanto, pode-se dizer que essa
técnica é parecidíssima com o método do índice da probabilidade de sucesso, embora o foco
principal dessa ferramenta trata-se exclusivamente em identificar os erros através da análise
de dados históricos de incidentes já ocorridos ou acidentes que quase aconteceram.
Entretanto, para Souza [37] esse procedimento é feito por intermediário de entrevistas,
onde as pessoas que estiveram envolvidas nos cenários dos acidentes são convidadas a
falar dos seus próprios erros, relatando os seus sucessos ou os seus fracassos.
A técnica de incidentes críticos é bastante utilizada para detectar o elevado número de
ocorrência de acidentes que envolvem instruções erradas, deficiência nos equipamentos,
deficiência nas ferramentas, falta de treinamento nos projetos dos sistemas, entre outras.
Segundo a opinião de Alberton [38] essa técnica deve ser aplicada em circunstancias
em que se deseja identificar os perigos utilizando técnicas não muito sofisticadas e ainda
sem a necessidade de ser em um período de tempo pré-determinado.
A TIC também pode ser reaplicada periodicamente com novos convidados, a fim de
estabelecer medidas preventivas nos erros encontrados.
Um dos problemas fundamentais dessa ferramenta está relacionado com as
descrições e com os detalhes que as pessoas respondem, ou seja, se os convidados no
momento dos questionários não se lembrarem ou informarem de tudo o que ele viu ou
presenciou no dia do acidente, por conseqüência o observador pode descrever uma
realidade deformada ou uma analise crucial dos fatos.
44
A.3
- Técnica de predição das taxas de falhas humanas (THERP)
A técnica THERP foi desenvolvida inicialmente em 1960 [1] e hoje é conhecida pelos
especialistas da área, como sendo o manual da confiabilidade humana. Suas principais
características são identificar o erro, possuir tabelas para auxiliar na quantificação da
probabilidade do erro humano (HEP), possuir fatores de condicionamento de desempenho
(PSF), e bem como analisar a degradação dos sistemas homem-computador causados pelos
erros humanos.
Em resumo, a premissa fundamental dessa ferramenta é avaliar quantitativamente e
qualitativamente a confiabilidade humana e elaborar recomendações concretas a fim de
predizer a probabilidade dos erros, especialmente quando se fala sobre, procedimentos,
formação do pessoal, confiabilidade dos técnicos, dos equipamentos e outros. A THERP
também leva em conta a influencia do ambiente, como condição favorável ou não o erro.
Além do que foi relatado até agora sobre a technique for human error rate prediction,
outros autores esclarecem que esse modelo é bastante reconhecido e utilizado. Entretanto
na opinião de Chiara [39] para que essa técnica se torne mais eficiente os passos a serem
seguidos são:
1. Identificar as funções dos sistemas que podem ser influenciadas pelos erros
humanos.
2. Listar e analisar a operações humanas relacionadas, ou seja, decompondo-as em
tarefas simples.
3. Estimar a probabilidade relevante do erro usando a combinação dos dados
disponíveis na tabela de Swain e das opiniões dos especialistas.
4. Em seguida, estimar os efeitos dos erros humanos nos sistemas que aconteceram as
falhas.
Com base nessa literatura, é possível demonstrar um exemplo geral do uso dessa
técnica a partir da árvore de evento como mostra a Figura 4.
45
Operador recebe instruções para verificar temperatura
A: Operador posiciona - se
na indicação correta
b: Operador analisa
temperatura
A: Operador perde o controle da
situação
E1
B: Operador desloca-se para
painel errado
S1
c: Operador preocupado efetua
o diagnostico da situação
d: operador pressiona
uma chave de comando
“ok”
C: Operador confunde os
comandos
E2
D: Operador seleciona o
botão em local errado
S2
E3
Figura 4 – Árvore de eventos com múltiplos sucessos Ref. [39]
Como podemos observar a árvore de eventos é uma estrutura lógica, onde os eventos
são originados de uma posição inicial. Todavia no decorrer das decomposições dessa árvore
os erros podem ser organizados de duas formas:
•
Em série: é quando ambas as ações se realizam de forma adequada, ou seja,
apresentam resultados positivos.
•
Em paralelo: é necessário que pelo menos uma tarefa seja realizada com sucesso.
Contudo, outro aspecto mostrado nesta forma de execução, é o indicador em negrito
(circulo totalmente preenchido) que consequentemente tende a deslocar em dois trajetos:
•
Sucesso (S) geralmente aparece como uma linha diagonal para baixo e à
esquerda.
•
Erro (E) aponta para abaixo e à direita. Entretanto no término de cada tarefa é
mostrado um indicador com dois círculos (um em negrito) condicionados com as
expressões S ou E.
Desta forma entende-se que:
Probabilidade do sucesso = S1 + S2 = a.b + a.B.c.d
Probabilidade do erro = E1+ E2 + E3 = A + a.B.C + a.B.c.D
46
Essa técnica de avaliação da confiabilidade humana é geralmente aceita por diversos
campos pertencentes a sistemas de altos riscos (indústria química, nuclear, setores
eletrônicos, de construção e aéreos). Além disso, é uma ferramenta prática, transparente,
bem documentada e fortemente orientada a regras, o que acaba facilitando bastante à
operação, quando uma ordem é pré-estabelecida.
A ferramenta THERP baseia-se em algumas condições bem especificas entre as quais,
a probabilidade do erro humano em cada atividade crítica é igual a 0,05.
Os seus bancos de dados podem ser utilizados sistematicamente, ou inserir dados
externos de erros, quando disponíveis.
Essa técnica também tem como característica em auxiliar à AAF (Análise de árvore de
falhas).
Entretanto a técnica desenvolvida por Swain e Guttman torna-se difícil para muitos
projetistas devido ao seu alto nível de detalhes, entre outras desvantagens na utilização
dessa técnica é que a sua analise é extremamente trabalhosa e lenta.
A THERP também é bastante criticada quando se fala em processos cognitivos, pois
ela exibe deficiências nas quantificações de decisões do operador após os diagnósticos.
A.4
- Técnica what-if
A técnica what-if é uma metodologia não estruturada que se baseia em questionários
(Como por exemplo, explosões nas indústrias), perguntas do tipo what-if são feitas: o que
ocorre se o operador realizar de forma errada a tarefa “B”?; o que ocorre se o operado não
verificar a leitura correta da pressão ?; o que ocorre se o operador não acionar a chave de
emergência na missão certa?; etc.
Entretanto, de uma maneira geral concluímos que essas perguntas têm o intuito de
simular situações imprevistas ou despercebidas, tais como erros humanos, falhas, causas de
riscos, omissões em projetos, entre outras que podem ocorrer durante a execução de um
procedimento. Porém por conseqüências dessas situações, a característica geral dessa
ferramenta é permitir uma troca de idéias entre os participantes das reuniões, favorecendo e
estimulando as reflexões dessas idéias em outros cenários.
Segundo Heinrich [40], para se ter uma melhor eficiência dessa técnica, existem alguns
passos básicos para serem seguidos, conforme foram relatados pelos autores De Cicco e
Fantazzini:
47
1) Formação do comitê de revisão: montagens das equipes e seus integrantes;
2) Planejamento prévio: planejamento das atividades e pontos a serem abordados
na aplicação do método;
3) Reunião organizacional: discussão dos procedimentos, programação de novas
reuniões, definição de metas para as tarefas e informação aos integrantes sobre o
funcionamento do sistema;
4) Reunião de revisão de processo: para aqueles integrantes que ainda não estão
familiarizados com o sistema em estudo;
5) Reunião de formulação de questões: formulação de questões do tipo “O que
ocorre se ...?”;
6) Reunião de respostas às questões: obtenção de respostas escritas às questões;
7) Relatório de revisão dos perigos do processo: o objetivo é documentar os perigos
identificados na revisão, bem como registrar as ações recomendadas para sua
eliminação ou controle.
De acordo com a teoria de Alberton [38], é uma das técnicas mais simples e de uso
genérico, pois possui a finalidade de testar possíveis omissões de projetos, procedimentos,
comportamentos humanos, causas de riscos, entre outras.
A técnica what-if inclui outras vantagens, como seguem os critérios listados abaixo,
permitem avaliar uma grande variedade de simulações imprevistas; é relativamente fácil de
utilizar, devido ao seu questionário ser mais livre; a equipe técnica de avaliadores é
multidisciplinar e o foco principal dessa metodologia segundo CARDELLA [41] relata que ela
é mais abrangente do que outras ferramentas e podem ser utilizadas periodicamente.
No entanto, o grande problema dessa ferramenta é que a sua equipe técnica não deve
ultrapassar o limite máximo de seis participantes e as reuniões devem ser realizadas em dias
alternados, com duração não superior a quatro horas cada.
Outra desvantagem dessa ferramenta, é que ela produz somente resultados
quantitativos e determina apenas conseqüências do perigo.
A.5
- Análise de modos de falhas e efeitos (FMEA)
Segundo Coelho [42] a técnica FMEA surgiu em 1949 devido às falhas ocorridas nos
componentes das indústrias espaciais. No entanto, hoje pela suas grandes vantagens, essa
48
ferramenta passou a ser utilizada de maneira especifica, cuja suas principais características
são: auxiliar na identificação do erro, estimar as taxas de falhas, estabelecer mudanças a
serem realizadas para aumentar a probabilidade do sistema ou do equipamento, determinar
os efeitos que poderão advir, entre outras.
Todavia, para que análise de modos de falhas e efeitos funcione realmente de maneira
satisfatória e segura, Brown [43] exibe seus principais critérios:
Revisar sistematicamente os modos de falhas de componentes para garantir
•
danos mínimos ao sistema;
•
Determinar os efeitos dessas falhas em outros componentes do sistema;
•
Determinar a probabilidade de falha com efeito crítico na operação do sistema;
•
Apresentar medidas que promovam a redução dessas probabilidades, através do
uso de componentes mais confiáveis.
Resumidamente, concluímos que a aplicação da FMEA é montada em uma planilha de
forma bastante prática, como ilustra a Tabela 3
Analise de Modos de Falhas e Efeitos – FMEA
UNIDADE:
SUBUNIDADE:
Função:
Falha Funcional:
Equipamento
Modo de falha
Causa da falha
Efeito da falha
Folha
D.D.
Tabela 3 - Planilha de análise de modos de falhas e efeitos Ref. [44]
Obs.: Na coluna indicada por D.D. deve ser indicado ‘S’ (SIM), se o modo de falha será
analisado em auxílio do Diagrama de Decisão, ou com ‘N’ (NÃO) se for considerado apenas
após a falha.
Para finalizar, a analise de modos de falhas e efeitos é geralmente conduzida de forma
qualitativa ou quantitativa, e é sugerida para muitos especialistas que sejam utilizadas em
substituição a técnica HAZOP, pelo menor consumo de tempo e pela simplicidade da
metodologia.
49
A FMEA é uma técnica analítica padronizada a fim de detectar e eliminar problemas
potenciais de forma sistemática e completa, mediante a um raciocínio basicamente dedutivo
e sem a exigência de cálculos muitos sofisticados.
Como o seu desenvolvimento é formalmente documentado e de fácil aplicação, isso
consequentemente possibilita aos especialistas registrar relatórios das principais falhas e
risco para que possam ser utilizados posteriormente em outras ocasiões.
Essa técnica também pode ser empregada na avaliação de riscos por determinar uma
analise detalhada do funcionamento de cada componente da operação. Além disso, Keong
[45] relata que ela vem ganhando larga aceitação nas indústrias aeroespaciais e militares.
A analise de modos de falhas e efeitos é uma técnica muito eficiente quando aplicada
em sistemas simples ou em falhas simples. Entretanto, o grande problema dessa técnica é
que em sistemas mais complicados recomenda-se a aplicação da análise da árvore de
falhas.
Outro problema sério na utilização dessa técnica é que a análise é extremamente
demorada, não examinam falhas perigosas e não consideram falhas de modo comum ou
combinações dessas falhas.
A.6
- Análise de operabilidade do perigo (HAZOP)
A teoria da técnica de analise de operabilidade do perigo foi desenvolvido no final da
década de 1960 pela Imperial Chemical Industries (ICI) [46] e inicialmente publicado em
1974 por Lawley [47], com o propósito de ser aplicada nas indústrias químicas, petrolíferas e
petroquímicas.
Entretanto, hoje com o avanço tecnológico continuo a metodologia HAZOP torna-se
uma técnica mais eficiente, podendo ser utilizada tanto nas fases preliminares do
desenvolvimento de projetos, como nas fases mais adiantadas. Suas principais
características são: identificar os perigos, detalhar cada etapa do projeto, diagnosticar os
problemas de operacionalidade, avaliar os riscos ambientais, analisar os desvios (anomalias)
ou as falhas dos projetos, etc.
Todavia, segundo as teorias de Heinrich [40], Mesquita [48] e Barbosa [49] eles
argumentam que o estudo da técnica HAZOP deve consistir em 5 etapas:
1) Definição do escopo do grupo de estudo: tem como propósito selecionar os
técnicos, os engenheiros de processos, os cientistas da computação, os gerentes,
50
os chefes e os líderes do grupo, com a finalidade de proporcionar o entendimento
das pessoas envolvidas no projeto e as responsabilidades de cada um.
2) Planejamento dos riscos: aqui são analisados os riscos mais significantes do
processo.
3) Abrangência dos estudos: é nessa etapa que o estudo é conduzido sobre um
Fluxograma de Engenharia, cujo objetivo final é facilitar a visualização de todos
os equipamentos ou processos em particulares.
No entanto, para exemplificar melhor o entendimento desse fluxograma, Souza
apresenta na Figura 5 um esquema do procedimento utilizado durante a analise
da metodologia HAZOP.
51
Figura 5 – Fluxograma do procedimento de um HAZOP Ref. [37].
52
4) onde os especialistas introduzem um questionário utilizando “Palavras-Guia”
(Guide Words – são palavras simples utilizadas para quantificar os desvios das
operações e guiar o grupo de estudo). Contudo, nesse questionário as palavras
guias desempenham um papel fundamental em abordar questões como, por
exemplo, O que ocorreria se houvesse mais...?, O que aconteceria se não
existir...?, etc.
De fato, a Tabela 4 ilustra algumas das palavras-guias mais utilizadas no
desenvolvimento da técnica HAZOP, acompanhadas de seus significados.
Palavras-Guia
Significados
Não/ Nenhum
Negação da intenção projetada
Maior/ Mais
Acréscimo quantitativo
Menor/ Menos
Decréscimo quantitativo
Além de/ Bem como
Acréscimo qualitativo
Parte de
Decréscimo qualitativo
Reverso/ Ao contrario de
Oposto lógico da intenção de projeto
Outro que não
Substituição completa
Tabela 4 – Palavras-guia e seus significados Ref. [50]
Enfim quando essas palavras são combinadas com parâmetros do tipo: fluxo;
pressão; temperatura, uma fase, componente e operação, elas procuram
descobrir e identificar os possíveis desvios que podem ocorrem durante um
processo.
A tabela 5 apresenta um exemplo desses desvios, gerados pela combinação das
palavras-guia e com os parâmetros citados acima.
53
Palavra-Guia
Parâmetros
Não/ Nenhum
Desvios
Fluxo
Ausência de fluxo.
Maior/ Mais
Pressão
Pressão alta.
Menor/ Menos
Pressão
Pressão baixa.
Uma Fase
Uma ou duas fases.
Componente
Componente que deve ter.
Fluxo
Fluxo de componente no
Além de/ Bem como
Parte de
Reverso/ Ao contrario de
sentido inverso.
Outro que não
Operação
Manutenção,
partida,
parada, etc.
Tabela 5 – Exemplo de desvios Ref. [51]
5) Prevenção dos estudos: tem por objetivo analisar, se foi implementada no
projeto todas as observações colocada no papel e bem como as ações exigidas
nas etapas anteriores.
6) Registro dos estudos: essa etapa tem por finalidade registrar todos os
procedimentos e os resultados obtidos no decorrer do estudo da técnica HAZOP
para que tenham futuras melhorias em outros projetos.
Todavia, procedendo ao estudo da analise de operabilidade do perigo, a Tabela 6
apresenta uma montagem da planilha HAZOP, conforme foi demonstrado por Souza [52] e
Mesquita [48].
Análise de operabilidade do perigo
Preparado por:
Data:
Unidade de processo:
Subsistema:
Palavra
Guia
Parâmetro
Nó:
Desvio
Causas
Detecções
Conseqüências
Tabela 6 – Modelo da planilha HAZOP
Proteções
Ações
sugeridas
54
No entanto para se ter uma melhor idéia da planilha HAZOP, a seguir é descrito
resumidamente alguns dos seus principais conceitos:
•
Nó de estudo: são os pontos do processo, localizados através dos fluxogramas da
planta, que serão analisados nos casos em que ocorram desvios.
•
Parâmetro: são os fatores ou componentes da intenção de operação, ou seja, são
as variáveis físicas do processo, tais como: vazão, pressão, temperatura, fluxo,
etc.
•
Desvio: são afastamentos das intenções de operação, ou seja, é a combinação da
palavra-guia com o parâmetro, conforme foi mencionado na Tabela 4.
•
Causas: são os motivos pelos quais os desvios ocorrem, podendo envolver tanto
falhas de equipamentos, falhas de sistema e erros humanos em geral.
•
Detecções: são os meios de detecção disponíveis para identificação da ocorrência
do desvio.
•
Conseqüências: são as conseqüências associadas a cada uma das causas ou
conjunto de causas, podendo ser tanto distúrbios operacionais ou efeitos que
possam gerar incêndio, explosões e formação de nuvem tóxica, etc.
•
Proteções: Recomendações propostas pela equipe de realização do HAZOP.
•
Ações sugeridas: é a gerência responsável pela avaliação das implicações e pela
implementação das medidas.
A técnica denominada de analise de operabilidade do perigo tem o objetivo de
identificar os perigos e os problemas de operabilidade, ou seja, os desvios de parâmetros de
processos. Essa ferramenta foi desenvolvida na década de 60 para uso restrito, embora hoje
ela seja muito utilizada em outros ramos de atividades.
A HAZOP baseia-se em reuniões compostas de pessoas de varias especialidades e
com grandes experiências. Um dos pontos forte dessa técnica é que ela é conduzida durante
dias, semanas ou meses, assim favorecendo aos integrantes dos grupos a oportunidade de
estimularem a criatividade, trocar idéias e liberarem as suas imaginações, pensando em
todos os modos pelos quais um evento indesejado possa ocorrer ou um problema
operacional possa surgir.
Todavia, o sucesso ou o fracasso dessa técnica depende dos fatores, tais como, a
integridade e a precisão dos dados utilizados, a experiência técnica e o grau de
55
especificidade do grupo e a habilidade da equipe em utilizar o método, visualizando os
desvios, as causas e conseqüências dos perigos identificados.
Além disso, vale ressaltar também que essa ferramenta apresenta um método
quantitativo, um sistema estruturado, uma equipe totalmente multidisciplinar e é muito
conveniente para projetos tanto grandes como pequenos.
Outro fator importante é que a HAZOP é semelhante ao FMEA, na sua execução,
exceto pelo uso das palavras-guia. Lembramos também que a equipe de estudo não
necessita de grandes treinamentos sobre a técnica, pois a análise de operabilidade do perigo
pode ser aprendido pelos participantes ao longo do próprio desenvolvimento.
No entanto um dos problemas encontrado nessa técnica é que o líder do grupo tem
que ter no mínimo experiência em estudos de HAZOP e nenhum membro da equipe pode
ausentar dos encontros. Este é um dos fatores que muitas vezes afastam os analistas desta
técnica.
Outra desvantagem, é que o número de participantes dessa técnica é maiores do que
as outras metodologias de avaliação da confiabilidade humana.
A.7
- Análise da árvore de falhas (AAF)
A técnica de analise da árvore de falha (AAF) é muito conhecida entre os especialistas
por fault tree analysis (FAT). Ela foi originalmente desenvolvida por H.A.Watson nos
Laboratórios de Bell Telephone em 1961, a pedido da Força Aérea Americana em avaliar os
sistemas de controle do Míssil Balístico Minuteman [53]. Todavia, uns dos seus principais
objetivos são: calcular as estimativas dos ricos, identificarem as causas primárias das falhas,
fornecer auxilio gráfico para dar visibilidade às mudanças necessárias, analisar a
confiabilidade
dos
sistemas,
solucionar
problemas
de
manutenção,
de
decisões
administrativas, etc.
Segundo alguns autores, a árvore de falhas é uma técnica de avaliação qualitativa e
quantitativa, bastante utilizada em analise de sistemas, desde os mais simples até os mais
complexos.
Um outro conceito bastante interessante dessa metodologia é a transformação de um
sistema físico em um diagrama lógico estruturado (analise da árvore de falha), onde são
especificadas as causas que levam a ocorrência de um evento indesejado, chamado de
evento topo.
Esse evento topo recebe esse nome por uma razão bem lógica, pois na montagem
estruturada que estudaremos na fase de implementação do projeto o mesmo é colocado no
nível mais alto. A partir deste nível o sistema é ramificado de cima para baixo, percorrendo
56
os caminhos mais inferiores (primário ou secundário). A Figura 6 mostra a estrutura básica
de construção de uma árvore de falhas.
Encontrar o evento topo do sistema
Identificar a seqüência de eventos do sistema que levaria
o sistema a falhar
A seqüência de eventos que poderia causar uma falha ou acidente é
construída por símbolos lógicos ou “Gates”
Figura 6 – Estrutura de uma árvore de falhas Ref. [54]
Resumidamente, esses caminhos da árvore de falhas é feito utilizando-se símbolos
padrões, definidos por eventos e comportas lógicas, conforme mostra a Tabela 7.
57
Símbolos
Desenhos
Utilizações
Usado para representar o
inicio da árvore, e a partir daí
EVENTO TOPO
que são definidos os eventos
intermediários e os eventos
básicos.
Evento que caracteriza uma
falha no sistema (Ex.: falha
EVENTO BÁSICO
de bomba, falta de energia e
falha humana).
Falta de informação ou de
EVENTO NÃO
conseqüência suficiente
DESENVOLVIDO
Normalmente um evento que
sempre ocorre, a menos que
EVENTO CASA
ocorra falha.
A falha da saída ocorre se
COMPORATA DO TIPO “E”
todas as falhas da entrada
ocorrerem.
A falha da saída ocorre se
COMPORATA DO TIPO
“OU”
pelo menos uma das falhas
da entrada ocorrerem.
O símbolo é usado para
TRANFRENCIAS
identificar a combinação da
árvore em outro local
Tabela 7 – Simbologia lógica de uma árvore de falhas Ref. [5]
Entretanto, de acordo com Ribeiro [55] e Heinrich [40] a técnica AAF pode ser
desenvolvida através das seguintes etapas:
1) Descrição do sistema: por meio do conhecimento do sistema, é possível levantar
as causas dos elementos indesejados;
58
2) Revisão dos fatores intervenientes: ambiente, dados do projeto, exigências do
sistema, etc., determinando as condições, eventos particulares ou falhas que
possam vir a contribuir para ocorrência do evento topo selecionado;
3) Construção da árvore de falhas: nessa etapa efetua-se a montagem da árvore
de falhas inter-relacionando os eventos com as comportas lógicas;
4) Avaliação qualitativa da estrutura: Através da Álgebra Booleana são
desenvolvidas as expressões matemáticas para calcular os problemas complexos.
5) Avaliação quantitativa da árvore: uma vez obtida a estrutura final da árvore e as
probabilidades para os eventos básicos, calcula-se a probabilidade para o eventotopo.
A técnica de analise de falhas é uma ferramenta dedutiva que apresenta várias
vantagens e facilidades, tais como: analisa as seqüências mais críticas de um evento; ajuda
a fazer uma avaliação qualitativa e quantitativa; identifica as falhas mais importantes de um
processo, fornece auxilio gráfico para dar visibilidade às mudanças necessárias, analisa a
confiabilidade de um produto ou um processo, entre outras.
Além dos aspectos citados acima, a AAF e bastante semelhante à técnica FMEA,
embora existam diferenças entre elas. A primeira parte da falha principal do sistema que é o
evento topo, a segunda inicia-se pela identificação dos componentes e pelas possíveis
modos de falhas que ainda não ocorreram. Por isso, é dito que a analise crítica da AAF é de
cima para baixo, enquanto no FMEA é de baixo para cima.
Como sempre acontece, essa metodologia também tem alguns problemas: Um dos
seus problemas fundamentais é que ela não identifica os perigos e os diagramas podem
apresentar uma estrutura muito complexa.
59
ANEXO B – RESULTADOS OBTIDOS DA APLICAÇÃO DA TÉCNICA
HAZOP
Este documento mostra o levantamento dos possíveis problemas encontrados no
cenário da Indústria e Comércio de Aguardente Benedetti.
Preparado por: Márcio Ângelo Benedetti
Unidade de processo: Caldeira
Data: 18/10/06
Subsistema: Painel de controle da pressão
Palavra
Parâmetro
Desvio
Nó: Válvula 1 – Saída da pressão
Causas
Detecções
Guia
Maior
Conseqüên
Proteções
Pressão
Pressão alta
Ações
sugeridas
cias
Operador
Indicador no
Possíveis
Válvula de
Colocar
não realiza
relógio de
rupturas nas
alívio de
duplo
leitura
controle
tubulações;
pressão;
alarme no
correta; Há
Explosão na
Tubulações
sistema;
treinamento,
fabrica; Mau
que
Melhorar a
mas o
funcionamen
suportem
interface do
evento
-to nos
altas
operador
nunca foi
subsistemas
pressões
com relação
presenciado
ao painel de
controle da
pressão;
Divulgar
eventos já
vividos;
Efetuar a
manutenção
a cada safra
Requisito extra: Foi possível verificar através do modelo de GOMS que operadores sem experiências têm certas
dificuldades em conduzir esse tipo de tarefa.
60
Preparado por: Jorge Luís Benedetti
Data: 18/10/06
Palavra
Parâmetro
Nó: Válvula 2 - Exaustor
Desvio
Causas
Detecções
Conseqüên
Guia
Nenhum
Proteções
cias
Fluxo
Ações
sugeridas
Ausência de
Operador
Queda na
Intoxicação
Determina-
Informar o
fluxo
não abre a
pressão ou
pelo
ção do
rico e a
válvula de
Pressão
acumulo de
operador
perda de
exaustão;
excessiva
fumaça;
para corrigir
produção
Nível de
Queda na
o erro;
aos
instrução
produção de
Sensores
operadores.
insuficiente;
cachaça;
controlando
Falha ou
Paralisação
a pressão e
erro
de todos os
a saída da
humano;
setores da
fumaça.
Esqueci-
empresa
mento
Preparado por: Ângelo Joel Melzani
Data: 23/10/06
Subsistema: Painel do nível de água
Palavra
Parâmetro
Desvio
Nó: Válvula da entrada de água
Causas
Detecções
Guia
Não
Conseqüên
Proteções
cias
Fluxo
Ações
sugeridas
Ausência de
Falta de
Alarme01
Dilatações
Colocar
Além dos
fluxo
treinamento,
acionada;
nas paredes
bóias
sistemas de
Painel de
Painel que
da caldeira;
automáticas
alarme
controle mal
controle a
Explosão;
nos
sonoro,
projetado;
pressão em
Maquinários
reservatóri-
adaptar um
falta de
queda
param de
os de água;
led como
água nos
funcionar;
sensores
sinalizador
reservatóri-
Prejudica a
para injetar
luminoso
os; ruídos
geração de
água
acima de 98
vapor
automaticam
decibéis;
ente na
problema
caldeira
com os
equipamentos
61
Preparado por: João Eduardo Benedetti
Data: 23/10/06
Subsistema: Painel de controle da descarga
Palavra
Parâmetro
Desvio
Nó: Válvula 4 - Limpeza
Causas
Detecções
Conseqüên
Proteções
Ações
Prejudica a
Treinamento
Colocar uma
conhecido
segurança
para os
válvula
pelos
da caldeira;
operadores;
automática;
operadores;
Possíveis
Trocar a
Disponibili-
falta de
lesões nos
localização
zar recursos
planejamen-
operadores,
da válvula;
que auxiliem
to; pequena
devido ao
Intensificar o
o operador
quantidade
local da
controle da
no caso de
de
válvula ser
dosagem do
ele não
reagentes
de difícil
produto
conseguir
na água
acesso;
cumprir uma
obstrução
ação.
Guia
Mais
cias
Pressão
Pressão alta
Risco não
Relógio
sugeridas
dos sais
minerais nas
tubulações
Preparado por: Benedito Isaias
Data: 25/10/06
Palavra
Parâmetro
Desvio
Nó: Válvula 5 - Entrada do bagaço
Causas
Detecções
Conseqüên
Guia
Menor
Proteções
cias
Pressão
Ações
sugeridas
Pressão
Falta de
Pressão
Para
Manter o
Efetuar a
baixa
energia
baixa
completa-
estoque de
Compra de
elétrica; Alta
mente a
bagaço
geradores;
temperatura
indústria;
sempre
Instalar
no cenário;
queda na
cheio
dispositivos
Stress; Falta
produção;
para aliviar a
de visão
dificuldade
temperatura
global;
em
Repetir
permanecer
inúmeras
o fogo
vezes a
ardendo.
mesma
operação,
Falta de
bagaço
62
Preparado por: Armando Domingues Benedetti
Data: 30/10/06
Palavra
Parâmetro
Nó: Alarme Geral
Desvio
Causas
Detecções
Conseqüên
Guia
Outro que
Proteções
cias
Operação
Parada
não
Ações
sugeridas
Pressão
Alarme
Explosão,
Usufruir de
Implementar
máxima
Geral
pânico entre
todos os
recursos
permitida,
os
utensílios de
para
erros
funcionários
segurança.
detecção e
cometidos
tolerância a
nas
falhas dos
operações;
operadores
problemas
e dos
com os
equipa-
softwares
mentos em
geral
Preparado por: Márcio Ângelo Benedetti
Data: 30/10/06
Subsistema: Painel do nível de água
Palavra
Parâmetro
Desvio
Nó: Válvula 7 – Macaco hidráulico
Causas
Detecções
Guia
Parte de
Conseqüên
Proteções
cias
Ações
sugeridas
Componen-
Componen-
Queda na
Falta de
degrada-
Manuten-
Sistema
te
te
rede energia
energia;
çoes nos
ção na rede
automático ou
que deve ter
elétrica;
Nível baixo
sistemas
elétrica e no
painel grande
Bomba de
de água
macaco
para facilitar a
hidráulico
visão do
injetar água
queimada
operador;
ou que
Indicar no
apresentam
manual de
sérios
operação a
problemas;
necessidade
Falta de
de manter
experiências
vigilância
com
excessiva
macacos
sobre o nível
hidráulicos
de água e a
pressão
Requisito Extra: Aplicando o modelo de GOMS foi possível observar que um dos operadores não cumpriu a tarefa no tempo
pré-estabelecido.
63
Resumidamente, concluímos que o estudo da técnica HAZOP possibilitou observar
vários modos de falhas na indústria tais como, mau funcionamento dos equipamentos, falta
de manutenção adequada, falta de treinamento ou motivação dos proprietários, painel de
controle com informações excessivas, ruídos acima de 98 decibéis, falta de planejamento,
falta de clareza nas instruções e principalmente falhas de natureza humana, que causou
uma grande fatalidade na indústria.
O acidente ocorreu no dia 29 de agosto de 1998, o operador que trabalhava no
processo de produção de cachaça nitidamente falhou três vezes. A primeira falha ocorreu
devido à má instrução de abertura da válvula de pressão da caldeira. A segunda, a mais
catastrófica foi provocada pela violação de segurança do local ou por uma falta de
treinamento da equipe de consultoria e para finalizar a terceira foi causada por uma falta de
atenção do operador que consequentemente levou a explosão e a sua morte.
Por outro lado, a eficiência da técnica HAZOP demonstrou melhorias na empresa,
soluções e prevenções (como por exemplo, trocar as válvulas convencionais por válvulas do
tipo on-off “fechamento rápido”, instalar dispositivos de alívios de temperaturas no local do
controle da caldeira, automatização dos sistemas em geral, instalar identificadores de
alarmes em diversos comandos, etc.).
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como intensificar a confiabilidade humana

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