LOPA, een vereenvoudigde kwantitatieve techniek

LOPA is een vereenvoudigde kwantitatieve techniek voor het evalueren van risico’s.

Waarschijnlijkheden kwantificeren

Net zoals in bepaalde andere kwantitatieve risico-evaluatietechnieken wordt in LOPA de waarschijnlijkheid van een bepaalde gebeurtenis (de zogenaamde “eindgebeurtenis”) berekend en vergeleken met een vooropgestelde aanvaardbare waarschijnlijkheid, verder “de richtfrequentie” genoemd. Indien de berekende waarschijnlijkheid hoger is dan de richtfrequentie, moeten bijkomende beveiligingslagen getroffen worden of moet de betrouwbaarheid van de reeds voorziene beveiligingslagen verhoogd worden opdat de nieuwe berekende waarschijnlijkheid kleiner dan of gelijk aan de richtfrequentie wordt.

Enkelvoudige scenario’s evalueren

LOPA voert een zeer belangrijke vereenvoudiging door ten opzichte van de klassieke kwantitatieve risico-evaluatietechnieken. Klassieke kwantitatieve risico-evaluatietechnieken berekenen gecumuleerde waarschijnlijkheden. Voor een bepaalde eindgebeurtenis wordt een foutenboom opgesteld waarin alle mogelijke oorzaken worden geïdentificeerd die tot de topgebeurtenis kunnen leiden. Vervolgens worden de frequenties van al deze oorzaken gecombineerd om de eindfrequentie van de topgebeurtenis te berekenen.

In LOPA worden echter uitsluitend scenario’s met een enkelvoudige oorzaak gebruikt. Men berekent de waarschijnlijkheid dat een eindgebeurtenis zich voordoet als gevolg van één enkele oorzaak, de zogenaamde “initiële gebeurtenis”. Een enkelvoudig scenario komt overeen met één pad dat men in een foutenboom kan identificeren, vertrekkende van een oorzaak onderaan in de boomstructuur tot de topgebeurtenis. De waarschijnlijkheden van verschillende enkelvoudige scenario’s die leiden tot dezelfde eindgebeurtenis worden in LOPA niet bij elkaar opgeteld.

Door zich te beperken tot enkelvoudige scenario’s, omzeilt LOPA de nadelen van de kwantitatieve foutenboomanalyse. Het opstellen van een allesomvattende en correcte foutenboom (geschikt voor het uitvoeren van berekeningen) is zeer moeilijk en tijdrovend. Dergelijke foutenbomen worden ook snel zeer groot en onoverzichtelijk. De berekening van de waarschijnlijkheid van de topgebeurtenis is een zware wiskundige oefening, in het bijzonder wanneer verschillende oorzaken en beveiligingslagen in de boom identiek of afhankelijk zijn.

De betekenis van de berekende waarschijnlijkheden

Aan de waarschijnlijkheden die men bekomt voor de enkelvoudige scenario’s in LOPA kan men uiteraard geen absolute waarde geven. Men bekomt niet de waarschijnlijkheid van bijvoorbeeld een explosie van een bepaald vat, maar wel van een explosie in een bepaald vat ten gevolge van één welbepaalde oorzaak. De waarschijnlijkheid die men bekomt in LOPA door een aantal strikte regels te volgen, heeft echter wel een relatieve waarde, dit wil zeggen een waarde die vergelijkbaar is met andere waarden die door toepassing van dezelfde regels bekomen werden. De frequentie van de enkelvoudige scenario’s is een relatieve kwantitatieve maatstaf voor de kwaliteit waarmee het enkelvoudige scenario wordt beheerst.

De voordelen van LOPA

Het voordeel van kwantitatieve technieken is dat men verplicht is om het risico en de beveiligingslagen eenduidig te identificeren en in te schatten door het toekennen van de nodige cijferwaarden. Bovendien is men verplicht om een evaluatie te maken van de onafhankelijkheid, de betrouwbaarheid en de effectiviteit van de beveiligingslagen. LOPA schept door zijn kwantitatief karakter duidelijkheid en transparantie, eigenschappen die ontbreken bij de toepassing van technieken als de risicograaf of de risicomatrix. Deze technieken laten immers toe om een risico in te delen in een risicoklasse zonder dat alle elementen, die bij deze classificatie een rol spelen, worden geïdentificeerd of gedocumenteerd.

Omdat LOPA een vereenvoudigde techniek is, kan hij toegepast worden op een groot aantal scenario’s. Het gebruik van LOPA is vooral aangewezen om scenario’s te evalueren die starten met een welbepaalde processtoring en waarbij actieve beveiligingslagen worden gebruikt om te voorkomen dat deze storing aanleiding geeft tot een vrijzetting. Aan processtoringen (zoals uitval van een pomp, een menselijke fout, een fout in een regelkring, enz.) kan men nog redelijk realistische waarschijnlijkheden toekennen. De waarschijnlijkheid van de begin-gebeurtenis (d.w.z. de storing) is het vertrekpunt om de waarschijnlijkheid van de eindgebeurtenis te berekenen. De waarschijnlijkheid van begin-gebeurtenissen zoals een lek, een brand of een explosie zijn veel moeilijker in te schatten, omdat ze op zich het gevolg kunnen zijn van heel wat oorzaken (processtoringen, degradatie, gevaarlijke werken, constructiefouten, externe impact, enz.). Daarom wordt het gebruik van LOPA in Planop enkel aangeboden bij de veiligheidsfunctie Processtoringen beheersen, waar de scenario’s starten met een welbepaalde processtoring, en niet in de schadebeperkende veiligheidsfuncties, waar de scenario’s starten met meer algemene gebeurtenissen. Merk op dat het gebruik van LOPA voor de veiligheidsfunctie Degradatie van omhullingen beheersen evenmin zin heeft, omdat de scenario’s voor die functie niet starten met een welbepaalde gebeurtenis, maar eerder verband houden met relatief traag voortschrijdende fenomenen.

Binnen de veiligheidsfunctie Processtoringen beheersen is LOPA vooral geschikt voor het evalueren van scenario’s die beheerst worden met zogenaamde “actieve beveiligingslagen” omdat bij dergelijke beveiligingslagen de wijze van uitvoering en het onderhoud zeer sterk de betrouwbaarheid bepalen. Actieve beveiligingslagen in de procesindustrie zijn overwegend:

• mechanische beveiligingssystemen, zoals veiligheidskleppen en breekplaten
• instrumentele beveiligingssystemen
• maatregelen die een menselijke actie vereisen.

Aangezien bij LOPA betrouwbaarheden worden toegekend aan beveiligingslagen, kunnen aan de hand van LOPA op directe wijze SIL-klassen bepaald worden, conform de standaarden IEC 61508 en IEC 61511 over functionele veiligheid.