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ESTIMATIVA DO RISCO INDIVIDUAL E SOCIAL PARA O TRANSPORTE DE PRODUTOS PERIGOSOS PELO MODAL RODOVIÁRIO UTILIZANDO UM MODELO SIMPLIFICADO Moacyr Machado Cardoso Junior (ITA) [email protected] Rodrigo Arnaldo Scarpel (ITA) [email protected] O transporte de produtos perigosos pelo modal rodoviário representa um risco grande para os usuários da rodovia e para a população lindeira. Atualmente no contexto brasileiro não é exigido o estudo de análise de risco para o transporte de pprodutos perigosos e também não existe um método para estimativa rápida do risco individual e social desta atividade como suporte à tomada de decisão do órgão ambiental pela liberação ou não do transporte baseada em risco. O presente trabalho apresenta a utilização de um modelo simplificado para estimativa do risco individual e social. A demonstração do método é feita com um trecho de rodovia hipotético. Os resultados demonstram que a utilização do método é simples e viável de ser aplicado no contexto do transporte de produtos perigosos. Palavras-chaves: Risco Individual; Risco Social; Produtos Perigosos; Transporte Rodoviário XXXII ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Desenvolvimento Sustentável e Responsabilidade Social: As Contribuições da Engenharia de Produção Bento Gonçalves, RS, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2012.

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ESTIMATIVA DO RISCO INDIVIDUAL E

SOCIAL PARA O TRANSPORTE DE

PRODUTOS PERIGOSOS PELO MODAL

RODOVIÁRIO UTILIZANDO UM

MODELO SIMPLIFICADO

Moacyr Machado Cardoso Junior (ITA)

[email protected]

Rodrigo Arnaldo Scarpel (ITA)

[email protected]

O transporte de produtos perigosos pelo modal rodoviário representa

um risco grande para os usuários da rodovia e para a população

lindeira. Atualmente no contexto brasileiro não é exigido o estudo de

análise de risco para o transporte de pprodutos perigosos e também

não existe um método para estimativa rápida do risco individual e

social desta atividade como suporte à tomada de decisão do órgão

ambiental pela liberação ou não do transporte baseada em risco. O

presente trabalho apresenta a utilização de um modelo simplificado

para estimativa do risco individual e social. A demonstração do

método é feita com um trecho de rodovia hipotético. Os resultados

demonstram que a utilização do método é simples e viável de ser

aplicado no contexto do transporte de produtos perigosos.

Palavras-chaves: Risco Individual; Risco Social; Produtos Perigosos;

Transporte Rodoviário

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1. Introdução

Segundo Serpa (2010), no Brasil, um empreendimento que tenha certo potencial para

impactar as comunidades situadas em sua circunvizinhança deve elaborar um Estudo de

Análise de Riscos (EAR) durante o processo de licenciamento ambiental e demonstrar que os

riscos impostos às pessoas expostas encontram-se dentro de níveis considerados toleráveis,

quando comparados com critérios pré-estabelecidos pelas autoridades ambientais

responsáveis pelo licenciamento.

A Companhia Ambiental do Estado de São Paulo - CETESB define que o estudo de análise de

risco acontece durante o licenciamento ambiental de fontes potencialmente geradoras de

acidentes ambientais. Na mesma linha o Manual de orientação para a elaboração de estudos

de análise de riscos – P4.261 de 2003 da CETESB define que os estudos de análise de riscos

têm se mostrado importantes na análise de instalações industriais já em operação, de modo

que os riscos possam ser avaliados e gerenciados a contento, mesmo que estes

empreendimentos não estejam vinculados ao processo de licenciamento (CETESB, 2003).

No entanto, o transporte de produtos perigosos pelo modal rodoviário não é objeto de análise

de risco por parte da CETESB, por não estar na relação de atividades potencialmente

poluidoras da Resolução CONAMA N° 1 de 1986, e tampouco pelo fato de não existir um

método definido para este tipo de análise (BRASIL, 1986).

Existem métodos adaptados ao Estudo de Análise de Riscos para o transporte de produtos

perigosos, mas todos envolvem uma grande complexidade, pois as variáveis ao longo do

trecho em análise são dinâmicas (DE LIMA; BORBA, 2010 e RASHID, et al., 2011).

A própria CETESB (2012) afirma que a incidência de acidentes e de seus impactos

significativos ao meio ambiente envolvendo o transporte rodoviário de produtos perigosos no

país, e em particular nas rodovias do Estado de São Paulo tem aumentado nos últimos anos.

A Secretaria de Estado de Meio Ambiente de São Paulo editou Resolução que dispõe sobre o

licenciamento ambiental de intervenções destinadas à conservação e melhorias de rodovias e

sobre o atendimento a emergência no transporte rodoviário de produtos perigosos. (CETESB,

2012). Porém é focada para a Concessionária que administra a rodovia e não para subsidiar a

tomada de decisão sobre autorizar ou não o transporte de produto perigoso pela rodovia com

base em análise de risco, considerando o risco individual e social

Desta forma o objetivo deste trabalho é o de contribuir com uma proposta para análise de

risco para o transporte de produtos perigosos pelo modal rodoviário, utilizando o método

preconizado pelo Health and Safety Executive – HSE para cálculo do risco individual e social

de forma simplificada.

Este trabalho encontra-se organizado da seguinte forma: na seção de introdução, foi abordada

a motivação e os objetivos para desenvolvimento deste trabalho; a Seção 2 a apresentação do

método proposto pelo HSE. A Seção 3 apresenta uma aplicação do método em um trecho de

rodovia hipotética; a Seção 4 apresenta as análises e resultados obtidos com a utilização do

modelo; e finalmente a Seção 5 com as considerações finais.

2. Método HSE para cálculo do risco individual e social

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O método proposto por Franks [20??] proporciona um modelo simplificado para a obtenção

da estimativa conservativa do risco individual para membros de grupos populacionais

definidos. É utilizado para identificar resultados de eventos que mais contribuem para o risco

a um grupo específico. O método é simples é pode ser implementado com o auxílio de uma

planilha eletrônica. O método, no entanto, apresenta uma limitação, devido ao grande número

de cálculos e desta forma é recomendado quando:

a) O número de eventos de interesse seja modesto (50-100);

b) Os materiais perigosos no local estejam em poucos locais (1-3), e

c) O número de populações de interesse seja pequeno (5 ou menos).

A proposta do método foi financiada pelo “Health and Safety Executive” – (HSE) para

permitir a elaboração do relatório de segurança referente ao controle de acidentes ampliados,

previstos na Diretiva de Seveso.

O método foi proposto para ser aplicado após uma análise de Perigos, tais como “Hazardous

Operability” (Hazop), ou qualquer outra ferramenta de identificação de perigos.

Os passos para o cálculo do risco individual são:

1) Definir categorias de probabilidade e frequência para utilização no estudo;

2) Definição dos grupos populacionais de interesse e suas características;

3) Definição dos eventos acidentais de interesse;

4) Estimar as frequências dos eventos acidentais;

5) Estimar as consequências dos eventos acidentais;

6) Determinar os impactos dos eventos acidentais nos locais de interesse, e

7) Estimar o risco individual e Social.

Os cálculos necessários são simplificados pela adoção de categorias de frequência e de

probabilidade. As mesmas são definidas no início do estudo e devem refletir a situação sob

análise. Nas Tabelas 1 e 2 apresentam-se as categorias de probabilidade e frequência. (Passo

1)

Fonte: Franks, [20??]

Tabela 1 - Categorias de Probabilidade, segundo metodologia simplificada para cálculo do risco individual

Na Tabela 1, as categorias de probabilidade, foram definidas por faixas de probabilidades, e

tomadas para efeito conservativo o maior valor, assim na categoria “a”, envolve eventos de

ocorrência com probabilidade inferior ou igual a 1%, desta forma toma-se o este valor como

representativo da classe, e em seguida calcula-se –log(0,01), definido como α. Este valor será

utilizado nos próximos passos e facilitará os cálculos.

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Fonte: Franks, [20??]

Tabela 2 - Categorias de Frequencia, segundo método simplificado para cálculo do risco individual

No Passo 2, define-se os grupos de interesse, que podem incluir grupos tais como

trabalhadores de escritório, sala de controle, operadores, dentre outros e população das áreas

adjacentes. As características de interesse dos grupos são:

a) Proporção do ano em que aquele grupo permanece na área de interesse: Para os

trabalhadores de uma indústria, representa a fração total de tempo que os mesmos

permanecem no interior da empresa, e é denominado Ocupação Geral. Para os grupos

fora da empresa, na maior parte das vezes, vizinhos a Ocupação Geral é considerada

de forma conservativa e igual a 1, ou seja, considera-se que 100% do tempo existem

pessoas na vizinhança;

b) Localização geográfica dos membros do grupo: Basicamente as coordenadas

(distâncias entre as fontes de Perigo e os locais de permanência). É importante

verificar se as pessoas ficam dentro ou fora das edificações;

c) A probabilidade de que cada grupo hipotético esteja na localização esperada para o

grupo: É estimado considerando a proporção de tempo que um grupo típico gasta no

local de interesse. É expresso por uma fração do tempo total de permanência no

interior da empresa, e sua soma é igual a 1. No caso de dificuldade de estimar esta

fração de tempo, um valor conservativo de probabilidade é tomado.

Os parâmetros ploc,i,k e ϴk foram definidos utilizando a Tabela 2, de categorias de

probabilidade, e portanto não é necessário uma preocupação muito grande com a precisão

desses valores.

ϴk representa a proporção do ano que um indivíduo da população k, permanece na empresa. O

ploc,i,k descreve as frações de tempo que o indivíduo do grupo k permanece no local i, quando

o mesmo está na empresa.

No Passo 3 a identificação de Perigos descreve os possíveis cenários acidentais, como por

exemplo um vazamento na tubulação devido a um furo de 5 cm, liberando substância tóxica.

Estes cenários são definidos após a utilização de ferramentas de identificação de Perigos, tais

como Hazardous Operability (Hazop), Análise de Modos de Falhas e Efeitos (FMEA),

Análise Preliminar de Perigos (APP), dentre outras.

No Passo 4, são estimadas as frequências de ocorrência dos eventos que culminam no cenário

acidental do Passo 3. É necessária a estimativa da frequência de vazamento e da frequência do

evento acidental. Estes valores podem ser obtidos por intermédio da árvore de eventos, bancos

de dados de confiabilidade ou por estimativa de especialistas.

No Passo 5, a estimativa das consequências envolve:

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a) Definição da Fonte – especificação da fonte de dados tais como taxa de liberação,

duração, composição do material, fase, temperatura, pressão e velocidade.

b) Especificação do critério de impacto – O critério de impacto normalmente é definido

por um valor que depende se estamos analisando um produto tóxico, e neste caso o

critério é a dose ou a concentração, para incêndios a dose térmica ou fluxo térmico, no

caso de explosões sobrepressão ou impulso;

c) Modelagem dos efeitos físicos – A modelagem é realizada com auxílio de tabelas de

dispersão, ou de modelos.

No passo 6, com os valores calculados no Passo 5 são verificados se os locais de interesse

foram atingidos, e as informações são sumarizadas em uma tabela.

Finalmente no Passo 7 o risco individual é calculado para os grupos hipotéticos. O cálculo é

dividido em duas etapas. Primeiro o risco individual para as pessoas do grupo hipotético

presentes em cada local de interesse é estimado para todos os períodos de interesse (24 horas

por dia, todos os dias do ano. Esta quantidade é denominada como Frequencia de Fatalidade

ou Risco Local. Para um dado local a Frequencia de Fatalidade é definida pela Equação 1.

(1)

onde:

: Frequencia de Fatalidade no local i;

: Frequencia do evento j (determinado no Passo 4);

:Probabilidade de fatalidade no local i produzido pelo resultado do evento j;

:Probabilidade de ocorrência das condições do clima requeridas para produzir o

resultado do evento j (Obtido dos dados meteorológicos, 1 caso o evento independa da

condição atmosférica);

:Probabilidade do evento j esteja direcionado ao local i (relacionado a rosa dos

ventos, 1 caso o evento seja omnidirecional);

Os valores da Frequencia de Fatalidade devem então ser convertidos para o risco individual

para os membros dos grupos hipotéticos utilizando a equação 2,

(2)

onde:

: Risco individual dos membros hipotéticos do grupo K;

: Definido no Passo 2;

: Definido no Passo 2;

As equações (1) e (2) podem ser combinadas para calcular o risco individual em uma única

etapa:

(3)

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Pelo método proposto no estudo de Franks [20??], o risco individual dos membros da

população hipotética é obtido pela soma de todos os locais e todos os eventos, da forma:

(4)

onde:

: Categoria de Frequencia correspondente a ;

: Categoria de Frequencia correspondente a ;

: Valor de α correspondente a categoria de probabilidade para ;

: Valor de α correspondente a categoria de probabilidade para ;

: Valor de α correspondente a categoria de probabilidade para ;

: Valor de α correspondente a categoria de probabilidade para ;

: Valor de α correspondente a categoria de probabilidade para

Esta é a principal vantagem do método, substituir a multiplicação pela soma dos fatores.

Quando se utiliza a Equação 4, o valor de é arredondado para o menor inteiro mais

próximo.

Finalmente o risco individual pode ser apresentado na forma gráfica, de forma a permitir a

visualização dos eventos que mais contribuem para o risco em cada grupo populacional.

2.2. Modelagem das Consequências

A modelagem das consequências dos eventos acidentais será realizada utilizando-se o

software “Area Locations of Hazardous Atmospheres” – (ALOHA), versão 5.4, desenvolvido

pela Agência Americana de Oceanos e Atmosfera – NOAA e pela Agência Ambiental

Americana - EPA.

O ALOHA é um software desenvolvido para planejamento e treinamento em situações de

emergência, e tem capacidade para avaliar os Perigos de liberações de substâncias toxicas,

inflamáveis, onde estima a distância a que uma dada concentração de interesse é atingida em

função do cenário acidental e também estima a radiação térmica e sobrepressão nos casos de

incêndio e explosões respectivamente.

Para avaliar a vulnerabilidade dos grupos hipotéticos utilizou-se a saída do ALOHA,

(estimativas de concentração) e tempo em modelos probabilísticos conhecidos como Probit.

Desta forma pode-se relacionar os efeitos de um vazamento de gás tóxico, radiação térmica ou

sobrepressão, utilizando um modelo matemático-estatístico. A forma funcional da Probit é

definida na Equação 5.

(5)

onde: a, b, n e m são constantes e função do cenário específico;

X: variável que descreve a amplitude do impacto físico;

Pr: variável aleatória de distribuição gaussiana que representa uma medida da probabilidade

de mortos e/ou feridos;

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t: tempo de exposição.

A Equação Probit utilizada neste estudo foi a proposta por Perry e Articola (1980) apud

Cornwell e Marx (2002), conforme Equação 6.

(6)

3. Aplicação do Método

O método descrito anteriormente será aplicado ao transporte rodoviário de cloro em uma

rodovia fictícia, com 6 quilômetros de extensão. Para efeito da aplicação do método a

extensão da rodovia foi discretizada em 6 pontos, correspondendo do quilometro 1 até 6. Para

cada trecho, foi estimada a densidade de população lindeira à rodovia, conforme Tabela 3.

Tabela 3 - Densidade populacional

Aplicando os Passos descritos anteriormente, tem-se:

Passo 1: Definição das categorias de Frequencia e Probabilidade

Para este estudo utilizou-se a Tabela 1 para categoria de probabilidade, a Tabela 2 para a

categoria de Frequencia.

No Passo 2 define-se os grupos de interesse e suas características. Os grupos de interesse

neste estudo são representados por:

a) Moradores da área lindeira à rodovia (MORADORES);

b) Condutor do caminhão de transporte de cloro (CLORO);

c) Condutor e Passageiros de veículos coletivos e de passeio (VEÍCULOS). Para efeito

deste estudo considerou-se que durante o dia, existem pelo menos 2 veículos a 500 m

de distância do caminhão, sendo um veículo de passeio com 3 ocupantes e um veículo

de transporte coletivo (ônibus) com 45 passageiros. Para o período noturno

considerou-se os mesmos veículos, no entanto a uma distância de 1500 m. Esta

consideração visa adequar ao fluxo de veículos no período diurno e noturno.

Considerou-se que os grupos de interesse permanecem em locais específicos conforme Tabela

4.

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Tabela 4 - Grupos de interesse e proporção da permanência em cada local

Verifica-se desta forma que o Grupo “CLORO”, permanece todo o tempo (jornada de

trabalho) no interior do caminhão, representado pela categoria de probabilidade “e”. O grupo

“VEÍCULOS” tem uma categoria de probabilidade de estar a 500 metros do caminhão de

cloro “e”, praticamente assumindo o valor 1 no caso diurno, e no noturno, assume categoria

“d” entre 0,3 a 0,49. Finalmente o grupo “MORADORES” permanece durante todo o tempo

nas suas residências, assumindo o valor “e”.

A ocupação Geral (ϴK) representa a probabilidade no ano de existirem os grupos de interesse

no contexto do cenário acidental.

No Passo 3 e 4, define-se os eventos acidentais (cenários) possíveis e suas frequências de

ocorrência.

O evento iniciador de uma liberação de produto perigoso durante o transporte de cloro está

ligado aos acidentes rodoviários, assim partiu-se do pressuposto de que o veículo de

transporte está sujeito a um acidente rodoviário, e que dado o acidente rodoviário existe a

probabilidade da geração de um furo no tanque que pode ser de 5 mm, ou de 25 mm.

Assim a categoria de frequencia final dos eventos pode ser definida por:

Para a categoria de frequência do acidente rodoviário tomou-se como base as estatísticas do

DNIT sobre acidentes no ano de 2008, para as principais rodovias Federais situadas no Estado

de São Paulo (BR-101, BR-116, BR-153, BR-381, BR-459, BR-488 e BR-610), considerando

os valores médios encontrados em termos de número de acidentes em cada quilometro

dividido pela extensão da rodovia no período de um ano. O valor médio encontrado foi de

3,4.10-4

, o que pela Tabela 2 será representado pela categoria “3” (DEPARTAMENTO

NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES, 2012).

As categorias de probabilidade para que o acidente rodoviário gere um furo de 5 mm, está

entre 0,1 e 0,3, o que é sintetizado pela categoria “c” e para o furo de 25 mm pela categoria

“a”, menor do que 0,01.

Nos Passos 5 e 6, a estimativa das consequências será realizada com o auxilio do software

ALOHA e pelo modelo probabilístico Probit para a cloro.

Para a simulação das consequências é necessário definir o volume transportado e as condições

operacionais.

Os dados de entrada do software estão na Tabela 5.

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Tabela 5 - Dados de entrada para simulação das consequências de ocorrência dos eventos

No que se refere às condições atmosféricas, assumiu-se duas condições de estabilidade

atmosférica, segundo a classificação de Pasquill-Gifford e duas combinações de velocidade

do vento, conforme Tabela 6.

Uma das condições de estabilidade favorece a dispersão, B, com duas possibilidades de

velocidade do vento para a condição diurna e duas condições de estabilidade para o período

noturno, que dificultam a dispersão, D e E.

As combinações são então codificadas como B_V1,5, o que significa, condição de

estabilidade B e velocidade do vento 1,5 m/s. da mesma forma para as demais.

Tabela 6 - Combinações de estabilidade atmosférica segundo classificação Pasquill-Gifford, e velocidade de

vento para a simulação das consequências e probabilidade de ocorrência

Finalmente a direção do vento é determinada pelo estudo da Rosa dos ventos, onde se obtêm

as frações de tempo em que o vento sopra para cada direção. Tabela 7.

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Tabela 7 - Rosa dos Ventos

4. Resultados

Como simplificação do modelo, as direções do vento a serem consideradas no trecho de

rodovia desta simulação foram aquelas perpendiculares ao eixo da rodovia, ou seja, direção

Norte e Sul.

A combinação final de duas hipóteses acidentais, Furo de 5 mm e 25 mm, com quatro

condições de estabilidade atmosférica/velocidade de vento e direção do vento Norte e Sul,

resultou em 16 possibilidades.

Para o Passo 7 a estimativa do risco individual será feita conforme Equação 4. Na Tabela 8

apresenta-se a estimativa do risco individual para o grupo de interesse “MORADORES”.

Tabela 8 – Estimativa do Risco Individual para o grupo “MORADORES”

O risco individual do grupo “MORADORES” é calculado da seguinte forma:

, ou seja, conta-se o número de vezes da ocorrência

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de cada categoria de risco Individual, 2 para categoria 3 e 6 para 4, 2 para 5 e 6 para a 6

resultando no risco individual total de .

Para os grupos “CLORO” e “VEÍCULOS”, os valores de risco individual resultaram em

, , respectivamente “CLORO”, “VEÍCULOS – DIA” e

“VEÍCULOS – NOITE”.

Desta forma pode-se estimar o risco individual para cada grupo hipotético vulnerável ao

vazamento de cloro devido a um acidente rodoviário. Verifica-se que o grupo

“MORADORES” é o que apresenta o maior risco individual, .

4.1 Risco Social

O Risco Social foi calculado pela Equação 7, conforme Franks, [20??].

(7)

Onde é o número esperado de fatalidades na localidade i devido ao evento j; e

: Número total de pessoas na localidade i.

Na Figura 1 apresenta-se a Curva FN, representando o risco social do transporte de cloro em

uma rodovia hipotética. Verifica-se que os valores do risco são intoleráveis, pois os limites

impostos pela legislação brasileira são da ordem .

Figura 1 – Curva FN, representado o risco social do transporte de CLORO em uma rodovia hipotética, e os

limites de aceitabilidade CETESB

5. Conclusões

A utilização do modelo proposto por Franks [20??], mostra-se viável para a estimativa do

Risco Individual e Social para o transporte de produtos perigosos pelo modal rodoviário,

sendo de fácil implementação e utilização.

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A utilização das Tabelas de frequência e probabilidade facilitam o trabalho do analista, pois

são conservativas (adotam os valores mais restritivos) e permitem trabalhar mesmo com

estimativas grosseiras no que se refere à frequência de acidentes rodoviários e frequência de

liberação da carga tóxica no meio ambiente. No entanto o analista deve ter consciência de que

sua interpretação é conservativa.

A utilização de modelos de dispersão, tais como o utilizado neste trabalho auxilia em muito a

estimativa das consequências pelos modelos Probit (Dose-Resposta).

Referências

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Administration. Disponível em: <http://www.epa.gov/osweroe1/content/ cameo/aloha.htm>. Acesso em: 7 Mar.

2012.

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janeiro de 1986. Estabelece as definições, as responsabilidades, os critérios básicos e as diretrizes gerais para

uso e implementação da Avaliação de Impacto Ambiental como um dos instrumentos da Política Nacional do

Meio Ambiente. DOU s/n, de 17/02/1986, p. 2548-2549

COMPANHIA AMBIENTAL DO ESTADO DE SÃO PAULO. Gerenciamento de Riscos. Disponível em:

<http://www.cetesb.sp.gov.br/>. Acesso em 07 Mar. 2012.

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<http://www.cetesb.sp.gov.br>, acesso em 07 Mar. 2012.

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