Aplicao Da Norma Regulamentadora 13 (Nr-13)

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Estudo de caso em uma unidade sucroalcooleira

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  • IV CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA DE PRODUO Ponta Grossa, PR, Brasil, 03 a 05 de Dezembro de 2014

    APLICAO DA NORMA REGULAMENTADORA 13 (NR-13) NA

    OPERAO DE INDSTRIA SUCROALCOLEIRA: UM ESTUDO

    DE CASO.

    Abdoral Milar de Carvalho (Uniara) abdoral@conbrepro.org.br

    Fbio Ferraz Jnior (Uniara) fabioferrazjr@conbrepro.org.br

    Resumo:

    A indstria sucroalcooleira para produzir etanol, acar e eletricidade, depende de equipamentos de

    processos regulamentados pela NR13: caldeiras e vasos de presso- os quais manuseiam elevado grau

    de energia que, se liberada inadequadamente, apresenta potencial para acidentes catastrficos. A

    literatura sobre o tema escassa e o setor sinaliza que a norma tem problemas em sua aplicao. O

    objetivo deste trabalho investigar a aplicao da Norma regulamentadora 13 (NR 13) na operao de

    uma usina sucroalcooleira no estado de So Paulo. O presente trabalho tem cunho qualitativo,

    exploratrio e usa dados primrios e secundrios. Um levantamento de campo, com coleta de dados

    atravs de questionrio aplicado aos operadores dos equipamentos foi analisado. Os resultados obtidos

    neste trabalho indicam a inadequao norma- com diferentes nveis de riscos. Os riscos identificados

    podem ser minimizados com planejamento que contemple a efetiva utilizao de mudana na prtica

    de inspeo, treinamento de operadores e registro documental adequado.

    Palavras chave: Normas Regulamentadoras, Caldeiras, Vasos de Presso.

    APPLICATION OF REGULATORY STANDARD 13 (NR-13) IN A

    OPERATION PLANT SUGAR INDUSTRY : A CASE STUDY

    Abstract

    The sugar industry to produce ethanol, sugar and power, depends on process equipment regulated by

    NR13: boilers and pressure vessels-which handle high degree of energy that, if released

    inappropriately, presents potential for catastrophic accidents. The literature on the subject is scarce and

    the signals that the industry standard has problems in its application. The aim of this study is to

    investigate the application of regulatory Standard 13 (NR 13) in the operation of a sugar mill in the

    State of So Paulo in Brazil. The present work has a qualitative nature, exploratory and uses primary

    and secondary data. A field survey, with data collection through questionnaires applied to operators of

    equipment was analyzed. The results obtained in this work indicate the inadequacy of standard-with

    different levels of risk. The risks can be minimized with planning that includes the effective use of

    change in inspection practice, training of operators and appropriate documentary record.

    Key-words: Risk Manager, Steam Boiler, Pressure Vessel.

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    1. Introduo

    A indstria sucroalcooleira, em sua rea industrial, depende de equipamentos de processo

    regulamentados pela NR-13: caldeiras e vasos de presso. Segundo Borba e Lima (2009):

    Caldeiras, vasos de presso e fornos so equipamentos que manuseiam um elevado grau de energia que se liberadas inadequadamente apresentam um potencial para acidentes

    catastrficos.

    A Norma Regulamentadora 13 (NR 13) regulamenta as instalaes, manuteno e inspees

    de caldeiras e vasos de presso no Brasil. De seu texto depreende-se que ela estabelece prazos

    mximos para inspeo com base numa classificao qualitativa do potencial de falha -

    considerando as caractersticas do fluido e a combinao presso e volume do equipamento,

    isto , a energia armazenada . No entanto, desconsidera o estgio atual e a evoluo dos

    mecanismos de danos no equipamento, pois seu prazo permanece inalterado ao longo do

    tempo. Alm disso, no define como realizar a inspeo, tampouco como avaliar os

    mecanismos de falha relata Esteves et al (2012) . A inspeo de Caldeiras e Vasos de Presso regulamentada por normas tcnicas. No Brasil, o rgo responsvel pelas normas

    a Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT). Fundada em 1940, responsvel

    pela normalizao tcnica no pas, fornecendo a base necessria ao desenvolvimento

    tecnolgico brasileiro, conforme ABNT (2014).

    A literatura sobre a NR 13 escassa e existem estudos propondo alteraes; porm, a

    aplicao efetiva da norma pouco conhecida. Em outubro de 2012, atravs de uma rede

    social, participantes de um grupo de discusses do setor sucroalcooleiro responderam a

    seguinte indagao: em sua opinio, quantas usinas possuem todos os vasos de presso em

    conformidade com NR 13? A resposta pequena parte e/ou metade das usinas obteve 77 % das

    opinies, conforme Jornal da Cana (2012). Desta enquete depreende-se a preocupao do

    setor e a indicao que a norma tem problemas em sua aplicao. Tal preocupao estende-se

    a nvel nacional j que o setor ocupa parcela importante da matriz energtica brasileira.

    Este trabalho busca investigar cientificamente a aplicao da NR 13 na operao de uma

    planta industrial sucroalcooleira.

    O presente estudo de caso tem cunho qualitativo, exploratrio e usa dados primrios

    (levantamento de campo) e dados secundrios (legislao, pesquisa bibliogrfica, e

    inspees). A metodologia empregada no desenvolvimento do presente trabalho consta de

    Pesquisa bibliogrfica, destinada contextualizao dos temas de estudo, em particular da

    NR-13, da utilizao de equipamentos de processo na indstria sucroalcooleira e de

    Levantamento de campo, atravs de instrumento de coleta de dados Anexo 1.

    2. Norma Regulamentadoras.

    As Normas Regulamentadoras contm a legislao brasileira relativa sade e segurana no

    trabalho; foram expedidas pelo Ministrio do Trabalho, atravs da Portaria GM n 3.214, de

    08 de Junho de 1.978 - BRASIL (1978).

    Desde sua publicao, outras portarias modificaram e acrescentaram normas

    regulamentadoras de proteo ao trabalhador, conhecidas por suas iniciais: NR. As NRs publicadas inicialmente em 1.978 so as de nmeros 1 a 28. Em 2014, existem 36 NRs vigentes. A Norma Regulamentadora n 13 - Caldeiras e Vasos de Presso trata das

    instalaes, operao, manuteno e inspeo de caldeiras, vasos de presso e tubulaes.

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    2.1 Histrico de Segurana em Operao de Caldeiras e Vasos de Presso.

    As mquinas a vapor utilizam o fato da gua, ao ser convertida em vapor, expandir-se cerca

    de 1.600 vezes seu volume original. No sculo XVII, o estudioso francs Denis Papin, usou

    este principio fsico para bombear gua num equipamento rudimentar. Em 1712, Thomas

    Newcomen e John Calley aperfeioaram a patente de Savery de 1698. Um construtor de

    instrumentos, o escocs James Watt, implementou melhorias na mquina de Newcomen, as

    quais reduziram o consumo de combustvel em cerca de 75%. O equipamento de Watt

    corresponde, aproximadamente, a moderna mquina vapor, conforme SENAI (2011).

    No inicio do sculo XX, acidentes com caldeiras eram considerados inevitveis, castigos ou

    atos de Deus. Em Maro de 1905, um acidente ocorreu na fbrica de calados Grove da

    cidade de Brocton, estado de Massachusets (EUA). Este evento causou 58 mortes, feriu 117

    pessoas e evidenciou o desejo e a necessidade de regulamentao na construo de caldeiras.

    Em 1907- aps amplo debate decorrente dos acidentes foi publicado o Massachusets Board,

    primeiro cdigo de regras para construo de caldeira e foi seguido em 1908, pelo estado de

    Ohio, com pequenas alteraes, afirma Bryce E. Carson (2002).

    No Brasil, a preocupao com o tema est desde 1943 na CLT (Consolidao das Leis do

    Trabalho), porm de forma incipiente. Somente em 1.978, com as demais NRs, foi criada a Norma Regulamentadora 13 (Caldeiras e Vasos de Presso), que estabelecia parmetros e

    responsabilidades. Esta Norma sofreu reviso em 1.984 e continuou com srias aplicaes

    prticas, conforme SENAI (1999). Em 2013, entrou no processo de consulta publica, na qual

    o MTE disponibiliza o texto de consulta para apreciao das entidades pertinentes ao tema em

    questo. Este processo de consulta publica finalizou na redao dada pela Portaria MTE n.

    594, de 28 de abril de 2014, a qual estabelece requisitos mnimos para gesto da integridade estrutural de caldeiras a vapor, vasos de presso e suas tubulaes de interligao nos

    aspectos relacionados instalao, inspeo, operao e manuteno, visando segurana e

    sade dos trabalhadores..

    Aps a reviso de 2014, a Norma Regulamentadora 13 (NR 13) adquiriu o sumrio abaixo.

    13.1. Introduo 13.2. Abrangncia 13.3. Disposies Gerais 13.4. Caldeiras 13.5. Vasos de Presso 13.6. Tubulaes 13.7. Glossrio

    Anexo I - Capacitao de Pessoal.

    Anexo II - Requisitos para Certificao de Servio Prprio de Inspeo de Equipamentos.

    Compe-se de 7 artigos, sendo 1 destinado especificamente a caldeira (13.4) e outro artigo

    alinhado a vasos de presso (13.5). O anexo I compe a estrutura curricular dos cursos de

    treinamento para caldeira e para vaso de presso e o anexo II trata dos requisitos de

    certificao de servio prprio de inspeo.

    3. Riscos de Acidentes na operao de caldeiras e vasos de presso na usina

    sucroalcooleira.

    A matria-prima para fabricao de etanol, acar e gerao de eletricidade a cana-de-

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    acar. De forma sucinta, aps a separao do caldo e bagao, percebe-se que a fase slida

    (bagao) poder ser usada como combustvel na caldeira - para gerao de eletricidade - e a

    fase lquida (caldo) ser processada em vrios equipamentos at quase o produto final: acar

    ou etanol. Este processamento do caldo d-se atravs de tubulaes e equipamentos,

    obrigatoriamente, devido a sua fase lquida. A quantidade de energia armazenada em cada

    equipamento proporcional a sua classificao.

    Figura 1 Fonte: http://www.ctdr.ufpb.br/portal/images/fotos/dts/fluxograma_industrial_zoom.jpg

    Os acidentes em armazenamento de combustveis descritos por Duarte (2002) em seu estudo

    para a Petrobras Distribuidora - e sintetizado em livro - caracteriza os acidentes mais comuns

    em instalaes de transferncia e estocagem de inflamveis atravs de grficos e ilustraes,

    que permitem a visualizao do fenmeno e subsidiam estudos para estimativa das

    consequncias. Dentre os cenrios de acidentes discutidos numa planta petrolfera destacam-

    se, pela analogia com a planta sucroalcooleira, o incndio em poa, a exploso e incndio em

    tanque e o BLEVE.

    3.1) Incndio em Poa (Pool Fire):

    Conceitua-se como sendo tpico de vazamentos de lquidos combustveis e inflamveis.

    Inicia-se com vazamento para o ambiente e formao de poa- sobre a qual forma-se a fase

    vapor; este vapor, ao misturar-se ao ar atmosfrico, cria as condies para a ignio- com

    consequente exploso. Dois grupos de fatores caractersticos influenciam a evoluo do

    acidente : as do produto e do ambiente. O produto varia conforme temperatura, viscosidade e

    presso de vapor. O Ambiente com a topografia do terreno, disperso atmosfrica,

    temperatura e caractersticas do piso e bacia de conteno.

    3.2) Exploso e Incndio em tanque de armazenamento.

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    A exploso, em um tanque de teto fixo com produtos lquidos inflamveis e combustveis,

    ocorre na fase vapor, que preenche o espao livre acima do nvel de produto, destaca Duarte

    (2002); e as causas mais comuns so:

    a) Descarga eltrica atmosfrica

    b) Eletricidade esttica

    c) Falhas de equipamentos eltricos

    d) Servios de manuteno

    e) Modificaes de caractersticas sem projeto

    f) Erros de operao

    g) Efeitos de acidentes prximos

    Neste tipo de acidente, ressalta Duarte (2002) pode ocorrer ebulio e transbordamento,

    agravantes dentro do cenrio de incndio.

    3.3) Exploso de Vapor de Lquido em Ebulio (Boiling Liquid Expanded Vapour Explosion- BLEVE).

    Associa-se, conforme Duarte (2002), este tipo de acidente, a gases liquefeitos comprimidos

    ou lquidos inflamveis leves, sob certas condies de armazenamento:

    ...Nesta condio, os aumentos de temperatura correspondem a aumentos da fase-vapor e da presso. Dentro de limites, as alternativas operacionais e os dispositivos de segurana

    garantem a integridade do sistema, absorvendo as variaes. Nos casos em que o aporte de

    energia grande o suficiente para sustentar uma elevao de temperatura, os sistemas de

    segurana so ultrapassados, o que provoca a elevao da presso, at os limites de ruptura do

    equipamento.

    3.4) Efeitos

    Trs efeitos dominantes so associados a um acidente do tipo BLEVE:

    1. Onda de choque, representada por um pulso que se desloca radialmente

    2. Liberao de energia trmica, em fluxos elevados

    3. Projeo de fragmentos.

    Na avaliao das consequncias, o autor destaca os efeitos por incndio e exploso em poa

    de GLP (gs liquefeito de petrleo), conforme tabela abaixo.

    Incndio

    Fluxo de Radiao

    Trmica Efeito Esperado

    4 kw/m Suportvel, com casa de aproximao

    ou resfriamento por neblina

    5 kw/m Queimadura em pessoas expostas

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    por 1 minuto

    8 kw/m 1 % de fatalidades, para pessoas expostas

    por 1 minuto

    23 kw/m 90 % de fatalidades para pessoas expostas

    por 1 minuto

    Exploses

    Pulso de Presso Efeito Esperado

    0,03 bar 100% de vidros quebrados

    0,17 bar 50% de destruio de edifcios de alvenaria

    0,48 bar 100% de destruio de edifcios de alvenaria

    0,70 bar 100% de destruio de mquinas pesadas

    2,0 bar 99% de fatalidade, por hemorragia pulmonar

    Tabela 1-Referencias para avaliao de efeitos fonte Duarte (2001) pag. 79

    Conforme a distancia, a pessoas fica exposta ao fluxo trmico e ao pulso de presso, com as

    respectivas consequncias listadas na coluna efeito esperado; assim, 90% das pessoas

    expostas a um fluxo trmico de 23 kw/m, durante um minuto, iro morrer do mesmo modo as 99 pessoas, de cada 100, expostas a uma onda de choque de 2,0 bar tambm no

    sobrevivem .

    4) Coleta e anlise de dados

    A tabela 4.1 lista os setores da planta industrial, conforme denominado administrativamente e

    seus respectivos equipamentos. Observa-se a existncia de apenas uma caldeira no setor

    denominado Caldeira; os demais equipamentos do setor so vasos de presso auxiliares ao

    funcionamento deste gerador de vapor. Setores auxiliares, como oficina mecnica e

    laboratrio de microbiologia, foram includos no estudo, pois so tambm sujeitos norma.

    Setor Vasos de Presso Caldeiras Total

    Tratamento de Caldo 28 0 28

    Fabrica de Acar 11 0 11

    Fermentao 5 0 5

    ETA 3 0 2

    Difusor 12 0 12

    Caldeira 6 1 7

    Casa do Gerador 4 0 4

    Laboratrio de microbiologia 1 0 1

    Filtro de Lodo 2 0 2

    Destilaria 16 0 16

    Oficina Mecnica 4 0 4

    Total 91 1 92

    Tabela 4.1 Distribuio de equipamentos por setor

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    Em relao ao questionrio apresentado e as entrevistas realizadas com os 27 operadores,

    depreendeu-se:

    1- Voc fez o Treinamento de Segurana na Operao de Unidades de Processo antes do

    iniciar os trabalhos com este equipamento?

    Os operadores contratados aps a colocao em marcha dos equipamentos no receberam o

    treinamento de segurana obrigatrio antes do inicio das atividades laborais, em desacordo

    NR13. Todos relataram que fizeram o curso aps o inicio de seus trabalhos no setor; a

    contradio NR 13 encontra-se nos setores que operam vasos e presso de Categoria I e II-

    preparo do caldo e destilaria- os quais requerem operadores com curso e estgio.

    2- Fez o estgio prtico aps o treinamento? Por quanto tempo?

    Os operadores iniciantes recebem, informalmente, designaes de tarefas bsicas,

    consideradas menos perigosas pelos operadores mais experientes. Do questionrio depreende-

    se que o operador iniciante recebe a orientao de observar as tarefas e aps algumas semanas

    realiza-las sob superviso. Somente aps determinado tempo, varivel de 3 a 6 meses para

    cada combinao de operador e supervisor de turno, aquele recebe a autorizao informal para

    operar equipamentos sem superviso direta. Assim, apesar de no existir formalmente, a

    superviso de estgio configura-se na prtica.

    3- Frequentemente voc recebe informaes das condies fsicas e operacionais do

    equipamento?

    Todos relataram receber informaes na troca de turno sobre as condies de segurana do

    equipamento, com os principais itens anotados manualmente num dirio. Confrontados sobre

    os parmetros operacionais (vazo, presso, temperatura, nvel,) em cada turno relataram

    seguir parmetros operacionais idnticos, independentes do turno. As condies operacionais,

    segundo os operadores vo se deteriorando com o prosseguimento da safra e, na entressafra,

    os equipamentos recebem manuteno e inspees como testes hidrostticos. Indagados dos

    procedimentos adotados para os testes e inspees da entressafra, confirmaram a realizao de

    testes hidrostticos sem superviso de Profissional Habilitado e com valores de presso acima

    dos preconizados. Existe uma aparente confuso entre teste de estanqueidade e teste

    hidrosttico; sendo ambos empregados sem maiores cuidados ou superviso. Estes ensaios so

    realizados pelos prprios supervisores e operadores, sem superviso de PH e com valores

    normalmente acima do indicado, comumente no perodo da entressafra o qual caracterizado pelo extenso rol de manutenes e tempo escasso.

    4- Voc recebeu ou recebe informaes de segurana para a realizao das atividades

    com este equipamento?

    Sim, sem exceo; todos os setores da planta realizam DDS (dialogo dirio de segurana) -

    evento realizado no inicio do turno pelo supervisor onde, em torno de cinco minutos, um tema

    de segurana previamente escolhido debatido pelo grupo de operadores.

    5- Quais so os principais dispositivos de segurana que o equipamento possui e para

    que servem ? Todos foram unanimes em apontar as vlvulas de segurana e o manmetro. A automao

    com o recurso de desligamento (trip) sob parmetros crticos no fora citada por nenhum operador. A resposta a este item corresponde identicamente ao descrito no material impresso

    (apostila do curso terico de capacitao; o qual no descreve os sistemas supervisrios

    implementados no setor sucroalcoleiro em equipamentos do processo. Assim, depreende-se

    que a resposta ao item incompleta.

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    6- Quais equipamentos de proteo individual (EPIs) voc utiliza para trabalhar com

    este equipamento?

    Foram listados: capacete com jugular, culos de segurana, protetor auricular, luvas,

    uniformes com faixa reflexiva, calado de segurana. Confrontado com o exigido pela

    SEESMT, a listagem foi compatvel em 100 % dos itens.

    7- Voc conhece os riscos que esta atividade oferece? Relate os Relataram queimaduras, incndio, exploso, quedas, tores, intoxicao com produtos

    qumicos, cortes, asfixia.

    Aps aplicao do questionrio e entrevista, depreendeu-se:

    a) Todos os operadores possuem escolaridade mnima de 1 grau e em todos os turnos de

    trabalho h operadores com o curso de Operador de Unidades do Processo; porm, nem todos

    os operadores receberam esta capacitao logo aps a admisso e sim durante os primeiros

    meses de trabalho- contradizendo a Norma.

    b) O estgio pratico obrigatrio no estava documentado ou registrado de nenhuma forma.

    Todavia, existe um procedimento na pratica laboral diria com os recm admitidos recebendo

    superviso direta dos mais experientes e s obtendo autorizao de operao de equipamentos

    aps comprovao, pela chefia imediata, de sua proficincia.

    c) Os operadores afirmam que as placas de identificao dos equipamentos foram retiradas

    durante perodo de manuteno (devido a pintura) e no foram repostas ou foram pintadas e

    no esto visveis.

    d) Dos operadores questionados, todos afirmaram serem importantes a vlvula de segurana e

    o manmetro para operao segura do equipamento. Em considerao aos riscos que a

    atividade oferece foram relatados superficialmente como riscos qumicos, fsicos,

    ergonmicos, biolgicos. Todos afirmaram receber orientaes operacionais e de segurana,

    com a utilizao constante de todos os EPI indicados ao setor.

    e) Os pronturios, projetos de instalao e manuais no estavam disponveis para os

    operadores do setor. Supervisores afirmaram que os pronturios existiam, mas ficavam

    arquivados no setor administrativo.

    CONCLUSO

    a) mudanas na prtica das inspees, sendo a principal a superviso de um profissional habilitado para evitar usos inadequados de sobre presso em testes.

    b) reconstituies e disponibilizaes de documentos e plaquetas, sob responsabilidade tcnica de profissional habilitado.

    A implementao de medidas acima listadas coloca a planta sob conformidade legislao,

    diminui a probabilidade e as gravidades de um acidente com os equipamentos regidos pela

    NR 13, e com custos inferiores ao percebidos quando de paralisao por desrespeito a

    diretrizes oficiais de segurana.

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    Limitaes da pesquisa.

    Conquanto este trabalho tenha obtido importantes contribuies e tenha cumprido os

    objetivos propostos, importante salientar as limitaes desta que podem influenciar a sua

    possibilidade de utilizao como referencia para generalizao. A pesquisa abordou uma

    nica usina sucroalcooleira, e no possvel inferir que as demais plantas sucroalcooleiras,

    respondam similarmente a esta unidade de estudo. Sem a necessria ampliao do universo

    amostral no se pode generalizar que as usinas sucroalcooleiras no atendem a NR 13.

    Sugesto de trabalhos futuros.

    O presente trabalho teve enfoque exploratrio e qualitativo, e possibilitou o conhecimento de

    aplicao da Norma a uma unidade sucroalcooleira; entretanto a possibilidade de

    generalizao deve estar embasada num estudo quantitativo.

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    REFERNCIAS

    AGRA, G. Evoluo da Segurana do Trabalho e da Sade Ocupacional. Disponvel em

    Acessado em

    20/05/2014.

    ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. Disponvel em:

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    ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. NBR ISO/IEC 31010:2012. Gesto de Riscos-

    Tcnicas para o processo de avaliao de riscos. 2012

    BORBA e Lima. AS NORMAS REGULAMENTADORAS E A GESTO DO INTERTRAVAMENTO

    DE CALDEIRAS, VASOS DE PRESSO E FORNOS NO BRASIL. Dex Engenharia E Consultoria Ltda.

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    DUARTE, Moacyr. Riscos Industriais: Etapas para a investigao e a preveno de acidentes; Rio de janeiro:

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    MINISTRIO DO TRABALHO E EMPREGO. Norma Regulamentadora 13 (NR 13). Disponvel em:

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    SERVIO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL. Treinamento de Segurana na Operao de

    Unidades do Processo; Manual do Instrutor. Apostila, 1999.

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    Apndice I- Questionrio Aplicado a Operadores

    Setor:______________________________________________________________

    Cargo/Funo:_______________________________________________________

    Exerce a funo desde:_______________________________________________

    Equipamento: __________________________________

    Questionrio:

    1- Voc fez o Treinamento de Segurana na Operao de Unidades de Processo antes do iniciar os

    trabalhos com este equipamento?

    2- Fez o estgio prtico aps o treinamento? Por quanto tempo?

    3- Frequentemente voc recebe informaes das condies fsicas e operacionais do

    equipamento?

    4- Voc recebeu ou recebe informaes de segurana para a realizao das atividades com este

    equipamento?

    5- Quais so os principais dispositivos de segurana que o equipamento possui e para que servem?

    6- Quais EPIs voc utiliza para trabalhar com este equipamento?

    7- Voc conhece os riscos que esta atividade oferece? Relate os.

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