Análise de Árvore de Falhas – FTA

Análise de Árvore de Falhas – introdução

FTA é uma metodologia criada na indústria aeroespacial, a qual rapidamente migrou para a indústria nuclear, e atualmente é largamente utilizada nas indústrias de processo, sendo considerada uma das ferramentas mais úteis na análise de riscos.
É uma metodologia dedutiva (do geral para o específico), top-down, ou seja, do evento topo para baixo, permitindo visualização das interdependências entre componentes, e identificando quais conjuntos de fatores podem levar ao evento topo indesejado.
Neste sentido, a análise de árvore de falhas se opõe ao FMEA/FMECA, que é um processo bottom-up (do específico para o geral).
Permite a aplicação de conceitos da álgebra booleana (teoria dos conjuntos) e, como veremos em próximo artigo, permite também uma análise QUANTITATIVA da probabilidade de ocorrência do evento topo indesejado.

Análise de Árvore de Falhas – exemplo

No artigo acima destacado, havíamos colocado o exemplo:

Um tanque contendo determinado produto perigoso é protegido contra derramamento de produto por excesso de volume no tanque por um sistema de boia que aciona um interruptor S, o qual aciona uma bomba P para drenar o produto excedente para local seguro. É premissa de que o fornecimento de energia para a bomba seja absolutamente confiável. Adicionalmente, um alarme X é acionado na casa de controle, alertando os operadores a acionarem manualmente um dreno D, caso a bomba falhe. Admitamos que tanto o uso da bomba como a drenagem controlem adequadamente o nível, não permitindo extravasamento do produto.

Adaptado de System Safety and Risk Management, publicação da NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health) – http://www.cdc.gov/niosh/docs/96-37768/pdfs/96-37768.pdf
Iremos agora construir a árvore de falhas:

Análise de Árvore de Falhas – álgebra booleana

Como a álgebra booleana se baseia na teoria dos conjuntos, vamos utilizar o símbolo + (soma) como representando a união de dois conjuntos, e o símbolo . (produto) como a interseção de dois conjuntos. Desta forma, fica mais fácil entender as regras básicas da álgebra booleana:
A+A = A (a união de um conjunto com ele mesmo, é o próprio conjunto)
A.A = A (a interseção de um conjunto com ele mesmo, é o próprio conjunto)
A+AB = A (AB é um subconjunto de A; a união de um conjunto com um de seus subconjuntos é o próprio conjunto)

Análise de Árvore de Falhas – determinação dos modos de falha (cut set)

Iremos agora aplicar a álgebra booleana à Árvore de Falhas construída para este evento.

Vemos que o evento-topo (extravasamento de produto) ocorre em decorrência da expressão A+B(A+C+D), porém esta expressão pode ser simplificada:
A+BA+BC+BD, porém como A+AB = A
Teremos A + BC + BD, o que é interpretado como:
O extravasamento de produto ocorrerá se o Interruptor S falhar (A), OU, se a bomba P falhar (B) E o dreno D falhar (C), OU, se a bomba P falhar (B) E o alarme falhar (D).

Análise de Árvore de Falhas – vantagens e desvantagens

Vantagens:

Avalia falhas múltiplas.
Pode ser configurado para eventos positivos (não acidentes).
Permite uma análise quantitativa.
Tem representação gráfica, a qual permite melhor entendimento do processo.

Desvantagens:

É trabalhoso.
Exige treinamento.

Não considera falhas parciais (ou está OK, ou falha)
Pode se tornar muito complexo, a ponto de necessitar de tratamento informatizado.

Em próximos artigos, veremos como dar um tratamento QUANTITATIVO para a análise de árvores de falhas.
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