Desenvolvimento de uma planilha para análise de risco - O Setor Elétrico | Conteúdo técnico para engenheiros
A aplicação da parte 2 da ABNT NBR 5419: 2015 (Gerenciamento de risco), em cálculos de riscos feitos à mão é uma tarefa muito difícil e trabalhosa, ainda mais que estes cálculos devem ser refeitos algumas vezes até se obter um resultado satisfatório com riscos com valores inferiores aos toleráveis. Em vista disso, o Instituto de Energia e Ambiente da USP desenvolveu uma planilha para auxiliar na análise de risco.
O primeiro passo do projeto foi decidir qual o aplicativo de computador supriria as necessidades do projeto. Para a planilha, escolhemos o aplicativo da Microsoft Excel, devido à facilidade com que os dados são processados e disponibilidade do programa. Além disso, o modo como foi programada a planilha eletrônica permitiu o estudo interativo do procedimento para análise de risco, facilitando a compreensão. Nesta etapa os dados e informações foram analisados e organizados em uma planilha.
A norma ABNT NBR 5419-2 tem como meta a avaliação do risco devido aos raios tanto para as estruturas quanto para as pessoas. O método interativo a partir do qual a norma foi interpretada levou naturalmente à necessidade da transcrição das fórmulas e cálculos à linguagem da planilha e posterior trabalho lógico do algoritmo para adaptar os cálculos aos objetivos finais do projeto.
Para avaliar cada componente de risco, a estrutura pode ser dividida em zonas de estudo ZS, cada uma tendo características homogêneas (tipo de solo ou piso, compartimentos à prova de fogo, blindagem espacial, layout dos sistemas internos, etc.). Esta divisão em zonas aperfeiçoa os cálculos, pois indica as medidas de proteção necessárias para a estrutura para que os riscos fiquem na faixa do tolerável. Entretanto, a estrutura pode ser ou pode assumir ser uma zona de estudo única.
Para agilizar o uso da planilha, recomenda-se que se abra inicialmente a aba referente às "Zonas de Estudo". Nela é possível escolher até cinco zonas que serão identificadas pelo usuário. Ao preencher os dados técnicos do programa, o usuário poderá guardar estes dados para a respectiva zona. Desta forma irá preenchendo estes dados para todas as zonas definidas anteriormente. O risco total RT é calculado como a soma dos riscos de cada zona.
A planilha utiliza, em grande parte dos cálculos das componentes de risco, a equação básica indicada na norma: RX = NX x PX x LX. A interpretação prática desses elementos pode ser enunciada através das seguintes proposições simples: não é possível mudar o número de eventos perigosos por ano Nx, pois não temos controle dos raios. Por outro lado, a probabilidade de danos à estrutura Px é diminuída se ela for robusta o suficiente, pois existem normas, procedimentos, montagens e equipamentos que podem assegurar isso. E, finalmente, a perda Lx pode ser maior ou menor se houver meios de conter o eventual prejuízo, evitando ferimentos às pessoas (diretos ou relacionados ao pânico), controlando focos de incêndio, etc.
Figura 1 – Dados técnicos Figura 2 – Outros dados
Figura 3 – Resultado Figura 4 – Zonas de estudos
A fim de facilitar a entrada e controle do fluxo de dados na planilha, nesta versão foi desenvolvida uma interface em VBA. Esta variação do Visual Basic já se encontra dentro do programa Excel de modo que os benefícios já citados para a planilha também se aplicam aqui. Visualmente os elementos principais são as quatro abas que contém as fichas com os dados a serem preenchidos e botões de controle virtuais: Dados técnicos (ver Figura 1); outros dados (Figura 2); resultado (Figura 3); e Zonas (Figura 4).
O desenvolvimento modular a partir da programação voltada a objetos é particularmente interessante aqui, pois alia a praticidade de uma montagem modular com módulos simples como planilhas que não requerem conhecimento aprofundado de programação ao resultado final composto de campos para preenchimento e botões de controle encontrados nos programas disponíveis no mercado. O princípio é promover a integração entre os profissionais mais especializados que poderão atualizar o programa apenas modificando as planilhas e o usuário médio que deve interagir com as fichas e botões do programa, que seria mais amigo do usuário. Devido a esse caráter dinâmico, proporcionado inclusive pela interface VBA, que pode ser facilmente adaptada, o programa poderá apresentar variações na sua apresentação.
Na aba "Dados técnicos", o usuário deverá preencher um primeiro conjunto de dados referente às dimensões da estrutura. No preenchimento destes dados, é possível obter a área de exposição equivalente da estrutura principal e da adjacente automaticamente para estruturas em forma de cubo ou complexa, sendo esta última uma variação da estrutura regular com uma protuberância. Na verdade, isso se constitui em um auxílio ao usuário que em princípio deve determinar a área de exposição a partir da projeção da linha do perímetro da construção, conforme definido em norma. Tendo esse valor, o usuário deve alimentar o programa com esse valor. No caso de estruturas simples, sem reentrâncias ou com poucas variações na fachada, o programa oferece a possibilidade do uso da expressão encontrada na norma para calcular essa área.
Outro conjunto de dados, chamado de "Influências ambientais", é possível obter a densidade de descargas atmosféricas para a terra (Ng) preenchendo a janela: "localização (cidade), " em que é possível encontrar todos os municípios brasileiros. Ainda neste conjunto, o usuário deve indicar a localização da estrutura, se está isolada ou cercada por outras estruturas mais altas ou de mesma altura. Neste ponto a vantagem de se operar com um híbrido de planilha permite que se façam as devidas correções mais facilmente, apenas editando ou colando novos dados.
Na janela "Risco de incêndio ou explosão" é possível escolher entre cinco opções para quantificar estes riscos. Outro conjunto de dados refere-se às "Medidas de proteção e mitigação do risco", em que se escolhe uma das opções referente ao SPDA (nível de proteção, componentes naturais ou cobertura metálica) e alguma opção dos meios para reduzir as consequências de incêndio (extintores, sistemas automáticos, etc.). No conjunto "Atributos da avaliação", preenchem-se os nomes do projeto e do avaliador. Essa informação opcional permite acompanhar a pessoa que elaborou o estudo e a descrição genérica do projeto. Ainda nesta aba há dois conjuntos de dados referentes aos atributos das linhas conectadas à estrutura: um para linha de energia e o outro para linha de telecomunicações. Nestes conjuntos, preenchem-se os comprimentos das linhas e escolhem-se entre diversas opções, dados para obtenção do fator ambiental, fator de instalação, das condições da blindagem, do aterramento e isolamento das linhas, do tipo das linhas, da resistência da blindagem dos cabos. Além disso, neste campo se introduzem as informações sobre a disposição dos condutores internos na zona, tais como, do roteamento, da fiação interna e características dos DPS (Dispositivos de Proteção contra Surtos).
Na aba "Outros dados", o primeiro conjunto de dados refere-se às medidas de proteção contra tensões de passo e toque e blindagem. Estas medidas são escolhidas para a estrutura e também para as linhas conectadas. Neste caso, a blindagem é da estrutura com o objetivo de verificar uma possível atenuação de campos eletromagnéticos no seu interior por meio de blindagens espaciais. Outro conjunto de dados refere-se aos fatores de variação das perdas, com informações sobre o tipo de solo ou piso e do tipo de pânico ou consequências ambientais causadas pela descarga na estrutura.
Finalmente, diversos tipos de dados como número de pessoas em cada zona de estudo, tempo de permanência, tipo da estrutura (hospital, industrial, comercial, etc.), tipo do serviço (gás, energia, TV, etc.), valores envolvidos na estrutura (valores culturais, totais da estrutura, dos sistemas internos, de animais na estrutura, etc.). Isso permite avaliar o montante da perda e estabelecer sua proporção como a variável Lx da avaliação do risco.
Na aba "Resultado" obtêm-se os resultados dos riscos calculados. Nesta tela é que se atualizam os dados modificados e é possível analisar as componentes de riscos que mais influenciam os riscos. Estes riscos são comparados aos valores de riscos toleráveis indicados na norma e, caso estejam acima destes, o programa emite sinais de advertência a fim de alertar que medidas de proteção adicionais devem ser tomadas.