(173c) Aplicação Do HAZOP Automatizado No Desenvolvimento De Projetos De FPSO

HazOp, ou Estudo de Riscos e Operabilidade, é um método sistemático de avaliação de riscos a partir de desvios de variáveis de processo. O HazOp pode ser demorado e requer esforço significativo de uma equipe multidisciplinar, e sua natureza subjetiva pode levar a erros, especialmente durante sessões longas. A eficácia do HazOp depende do rastreamento preciso dos P&IDs para identificar consequências, salvaguardas e intertravamentos. Estando no caminho crítico do projeto, quaisquer atrasos impactam os cronogramas, e mesmo um pequeno erro pode resultar em um ambiente industrial inseguro.

Por que automatizar o HazOp é importante?

Automatizar a identificação de causas, consequências, salvaguardas e intertravamentos agiliza o processo de HazOp, economizando tempo e reduzindo erros humanos. Isso permite uma análise mais rápida e consistente de pressões de projeto, fontes de pressão e requisitos de segurança. A automação aumenta a precisão, garante padronização e possibilita o monitoramento em tempo real de potenciais riscos, levando a uma identificação de perigos mais confiável. Ao minimizar o trabalho manual, a equipe pode se concentrar em avaliações de risco de nível superior e na tomada de decisões, melhorando os resultados de segurança. No geral, a automação aumenta a eficiência, reduz custos, encurta prazos de projeto e fortalece a cultura de segurança da empresa e a conformidade com os padrões da indústria.

Engenharia Digital

O projeto de engenharia moderno aproveita ferramentas CAE (Computer-Aided Engineering), que são sistemas orientados a banco de dados. Em vez de criar simples desenhos gráficos, os engenheiros preenchem um banco de dados onde cada objeto do P&ID é definido semanticamente. A representação gráfica é apenas uma saída visual desse modelo orientado a dados. Essa abordagem permite estudos analíticos avançados, verificações e checagens automatizadas, aprimorando a precisão e a eficiência do projeto. Os dados estruturados permitem o desenvolvimento de programas para avaliar segurança, conformidade e desempenho, simplificando processos e reduzindo erros. Essa mudança permite uma melhor tomada de decisões, iterações mais rápidas e a integração de análises de engenharia complexas diretamente na fase de projeto.

Como a Engenharia Digital está ajudando a automatizar o HazOp

A abordagem CAE promove um ambiente de engenharia centrado em dados ao estruturar informações de projeto. Esses dados estruturados permitem a integração perfeita de ferramentas automatizadas para análise. Um sistema centrado em dados pode utilizar essas informações para automatizar o HazOp, identificando perigos e sugerindo salvaguardas com precisão, reduzindo o esforço manual e melhorando os resultados de segurança. Assim, a Petrobras criou o AutoHazop, que é um sistema para automatizar o procedimento de analisar P&IDs e listar causas, consequências, salvaguardas e intertravamentos. Ele começa analisando os bancos de dados de P&IDs para gerar um grafo que representa todas as conexões da planta. Em seguida, usa tabelas de conhecimento (que descrevem as possíveis causas, consequências e salvaguardas) para identificar causas e, para cada uma delas, percorre o grafo para buscar consequências. Para prevenir cada consequência, as possíveis salvaguardas são consultadas nas tabelas de conhecimento e o sistema tenta identificar cada uma delas no grafo (detectando intertravamentos e sinais de parada de emergência quando necessário). Finalmente, uma planilha listando todos os cenários é gerada automaticamente, que pode ser usada durante as reuniões de HazOp para aumentar a produtividade.

A validação de salvaguardas por um analista permanece necessária, alinhando-se com o conceito de "humano no loop" (human in the loop). Essa abordagem integra a expertise humana em processos automatizados, garantindo segurança, eficiência e adaptabilidade.

Estudo de caso I: Aplicando o HazOp automatizado ao projeto do FPSO A

A aplicação do AutoHazop durante o HazOp dos topsides para o projeto básico do FPSO A foi analisada com a equipe de segurança de processos, levando a várias conclusões e direções de desenvolvimento futuro.

O uso do AutoHazop neste projeto proporcionou algumas vantagens:

• Acelerou significativamente a análise de potenciais salvaguardas e modos de detecção para cenários perigosos.
• O software permitiu verificação centralizada de dados de equipamentos (como pressão e temperatura) em um único arquivo.
• Auxiliou no mapeamento e identificação de causas de forma eficiente.
• Uma matriz tabular de causa e efeito foi gerada pelo programa, facilitando o registro mais rápido de intertravamentos, otimizando assim o tempo de análise.

Algumas oportunidades de melhoria também foram identificadas:

• Há potencial para incorporar regras de cenário adicionais para sistemas de água e gás, já que a configuração inicial foi adaptada para sistemas de tratamento de óleo.
• A capacidade de executar o programa por nós, de acordo com a segmentação do HazOp, poderia ser aprimorada.
• Certas limitações foram observadas, como a incapacidade do programa de interpretar informações-chave de notas de P&ID ou entradas fornecidas por representantes de processo/operação. Alguns cenários dependem do modo de operação, complicando ainda mais a automação completa.

Várias solicitações foram feitas para orientar o desenvolvimento futuro do software:

• O programa deve fornecer uma tabela identificando os equipamentos afetados por desvios de alta pressão, detalhando a fonte de pressão e comparando a pressão de projeto dos equipamentos afetados com a fonte. Isso ajudaria a identificar cenários inerentemente seguros onde os equipamentos suportam a pressão máxima da fonte.
• Deve ser desenvolvido um recurso de pós-processamento para avaliar se uma consequência é relevante para a segurança.
• As listagens de intertravamentos devem incluir informações contextuais sobre elementos finais, como identificação de linha para SDVs e equipamentos à montante/à jusante para bombas e compressores.
• Quando um equipamento é sinalizado como afetado por um desvio, uma descrição desse equipamento deve ser exibida.
• O programa deve fornecer uma tabela mostrando equipamentos à montante e à jusante para cada item, auxiliando na localização e identificação de consequências.

Esses passos visam a melhorar a precisão da análise de segurança, simplificar fluxos de trabalho e fornecer dados mais contextualmente relevantes durante o processo de HazOp.

Estudo de caso II: Aplicando o HazOp automatizado ao projeto do FPSO B

Durante as reuniões de HazOp deste projeto, diferentemente do anterior, apenas um membro da equipe de segurança estava presente na sala, o que dificultou o manuseio da planilha do AutoHazop enquanto se discutiam os aspectos de segurança e operacionais com o restante da equipe de HazOp.

Neste projeto, foram identificadas linhas de tubulação com fluido bifásico. Isso teve que ser refletido nas tabelas de conhecimento, e as causas dentro dessas linhas levaram a consequências relacionadas tanto a linhas de líquido quanto a linhas de gás.

Alguns pontos estão ajudando a definir como o banco de dados deve ser preenchido para permitir um resultado mais preciso:

• O AutoHazop não pode lidar com modos de operação, já que essa informação não está presente no banco de dados de P&IDs, tornando a análise automatizada estática. Uma ideia seria fazer com que os componentes em linha tenham metadados que indiquem seu estado durante cada modo de operação. Assim, os P&IDs seriam dinâmicos e o AutoHazop poderia incorporar modos de operação em sua análise automatizada.
• O AutoHazop precisa de dados para inferir onde uma determinada linha de tubulação está conectada a um vaso (principalmente para identificar cenários de arraste de líquido e blowby de gás). Atualmente, isso é feito pela localização da representação gráfica para essa conexão dentro do P&ID. Mas essa é uma inferência fraca. Talvez fosse melhor ter uma propriedade real para indicar essa condição.

O AutoHazop atualmente não divide os P&IDs em nós convencionais. Ele opera com base em sistemas (tratamento de óleo, compressão principal, água produzida, etc.). Os resultados são mostrados divididos em abas do arquivo Excel para um sistema inteiro. No entanto, a equipe é capaz de filtrar os cenários usando os limites de um determinado nó convencional. Para fazer isso, a equipe usa um aplicativo web, RotaPID, que é capaz de listar os objetos no caminho entre dois objetos de P&ID. E essa lista pode ser usada para filtrar cenários na planilha do AutoHazop.

Sempre que o AutoHazop encontra uma chave “muito alto” ou “muito baixo”, ele busca os intertravamentos. No entanto, até este ponto, ele listava todos os elementos finais de todos os intertravamentos acionados por uma dada chave. Neste projeto, foi feito um esforço para filtrar os intertravamentos para listar apenas aqueles que são realmente relevantes para a consequência em questão.

Além disso, em relação aos intertravamentos, duas novas abas foram adicionadas à planilha resultante do AutoHazop: uma listando intertravamentos acionados por sinais de parada de emergência (ESDs como elementos iniciais dos intertravamentos) e uma segunda listando todos os sinais de parada de emergência acionados (ESDs como elementos finais dos intertravamentos).

Aspectos de Segurança – Uso do AutoHazop

Diversas vantagens podem ser identificadas por meio da aplicação do AutoHazop. Destaca-se o ganho de velocidade na análise, visto que diversas informações necessárias para a tomada de decisão estão compiladas em um único documento. Além disso, auxilia na verificação de cenários ou elementos que porventura possam ter sido esquecidos pela equipe.

Entende-se que a principal vantagem é tornar a análise mais dinâmica, principalmente tendo em vista que HAZOPs costumam ser longos e cansativos. Espera-se que a aplicação do AutoHAZOP permita ganhar velocidade sem perder qualidade na análise, focando o tempo da equipe na tomada de decisão, ao invés de coleta de dados.