1. 6 SIGMA E PROCESSI CHIMICI
I responsabili di impianto vorrebbero avere i loro processi i più sicuri possibili,esponendo il personale sull’impianto e la
popolazione al minor rischio possibile. La metodologia 6 sigma aiuta le organizzazioni a quantificare i difetti e
attraverso il miglioramento continuo a ridurli al minimo.Quindi esistono similarità e sinergie tra entrambi le filosofie. I
temi sottostanti il 6 sigma sono la soddisfazione del cliente e una costante e consistente qualità;anche per la sicurezza si
può parlare di soddisfazione del personale (meno infortuni) e della popolazione (meno incidenti).Perché si possa
applicare il 6 sigma anche per la sicurezza ovviamente occorre un cambio culturale nell’interno della organizzazione
con un preciso committment del management ed un coinvolgimento fattivo del personale al miglioramento continuo.
Come obiettivi dell’organizzazione possono porre:
• Ridurre il numero di infortuni/incidenti nell’impianto
• Migliorare le procedure operative (SOP)
• Accelerare la risposta agli incidenti tramite la metodologia DMAIC (define,measure,analyse,improve,control) e
DMADV (Define,measure,analyse,design/optimize and verify)
La metodologia DMAIC è usata per migliorare la performance di impianti esistenti;la metodologia DMADV è usata in
fase di progettazione di nuovi processi.
Diamo una breve descrizione di alcuni tools del 6 sigma:
• DMAIC:la fase di define consiste nell’identificare gli obiettivi del progetto,nel definire la process map con gli
input e gli output del processo;La fase measure consiste nel misurare gli output (Standard di performance) e
correlarli agli input;la fase di define consiste nel definire la capacità statistica del processo,nell’identificare le
sorgenti di variazione nel processo;la fase di improve consiste nello screening delle potenziali cause di
variazione,nello scoprire le relazioni di rapporto tra gli input e gli output,nello stabilire le tolleranze operative.
La fase di control consiste nel implementare il controllo del processo.
• DMADV: La dase di design/optimize consiste nel definire il sistema con i suoi sottosistemi,identificare i driver
di varianza,ottimizzare il design (robust design).La fase di control consiste nel verificare la performance del
prodotto,nello sviluppare un piano per il manufacturing e il supply.
• Hazop:possibili rischi possono sorgere dovute a deviazioni dei parametri di processo;tali rischi possono essere
evidenziati mediante una analisi strutturata che utilizza parole chiavi e che permette al team di individuare le
deviazioni,le cause e gli effetti e permette infine di indicare delle misure di prevenzione delle cause/effetti.
• Diagramma Pareto:si fa un ranking dei delle cause di deviazioni in base alla probabilità di accadimento e si
selezionano le cause più frequenti.
• Process map: è un diagramma delle varie attività e processi dell’impianto chimico
• Z score: misura la capacità statistica del processo in termini di media e deviazione standard.
• FMEA:è la metodologia che individua i potenziali malfunzionamenti di un sistema/macchina/processo
individuando le cause e gli effetti ed ordinando i rischi per ordine decrescente.
Un processo si dice che opera al livello 6 sigma quando i difetti/infortuni/incidenti sono 3,4 per milioni di opportunità.
(DPMO)
Se il 6 sigma si usa insieme all’Hazop è possibile individuare le cause di un infortuni/incidente anche mediante il
diagramma cause /effetto a spiga di pesce.Il diagramma di pareto dà le priorità sui rischi che hanno probabilità di
occorrenza più elevate. Anche la metodologia FMEA con il risk prority severità Number (RPSN) permette di dare
evidenza dei rischi più importante.(RPSN= P*S*O ; P probabilità di occorrenza,S severità o impatto,O osservabilità ) .
Consideriamo l’assorbimento di gas cloro tramite uno scrubber:il gas cloro entra dal basso attraverso una valvola di
controllo e viene a contatto con la soluzione alcalina che scende dall’alto e che è riciclata ,quando la soluzione è esausta
si apre la valvola di drenaggio e una soluzione fresca viene caricata.Il gas libero dal cloro viene immesso
nell’atmosfera.Le varie cause che potrebbero portare ad una perdita di cloro nell’atmosfera potrebbero essere :il
malfunzionamento della pompa di ricircolazione della soluzione alcalina,mancanza di EE,bloccaggio della linea della
soluzione alcalina,perdita alla valvola di controllo del cloro.La probabilità di guasto è nota da dati storici o dai fornitori
delle apparecchiature e tali probabilità può essere collegata al DPMO tramite le seguenti formule:
DPU=1/(probabilità di guasto )*24*365
DPMO=DPU*10^6.
Il fattore Z può essere ricavato dalla seguente tabella :

2. modo di guasto Una volta in DPU DPMO Z
Guasto alla pompa 3,33 anni 3,45E-^-5 34,5 5,48
Mancanza EE 20 anni 5,7 E^-6 5,7 5,89
Guasto alla
packaging
5 anni 2,2E^-5 22,8 5,58
Blocco linea 10nni 1,14E^-5 11,4 5,74
Perdita valvola 4 anni 2,85E^-5 28,5 5,52
Per l’interoimpianto 1,1 anni 1,03E^-4 103,1 5,21
Il rischio di perdita di cloro può essere ridotto e la capacità del processo portata a livelli 6 sigma con le seguenti misure:
• Fare manutenzione regolare alla valvola di cloro con sostituzione regolare delle parti di ricambio
• Regolare verifica del bloccaggio della linea della soluzione alcalina
• Installazione di una pompa in stand by che si avvia automaticamente in caso di guasto della prima
• Fornire un generatore alternativo di potenza in caso di mancanza di EE.
• Verificare i guasti e lo sporcamente al riempimento della colonna
• Fornire un interblocco che chiude la valvola di cloro in caso che la pompa della soluzione alcalina si fermi.
Naturalmente tutti queste misure comportano degli investimenti,è possibile effettuare una analisi per verificare se ne
vale la pena.
E’ possibile abbassare il rischio anche mediante misure organizzative come:
1. verificare che la valvola di drenaggio sia chiusa (all’avvio)
2. verificare la portata della soluzione (ogni ora)
3. verificare la pressione sulla mandata della pompa (ogni ora)
4. verificare l’alcalinità della soluzione (ogni 6 ore)
5. verificare le perdita di carico del riempimento (ogni ora)
Un altro caso di applicazione del 6 sigma è quello in cui bisogna risolvere il problema della generazione di impurezze o
l’accumulo di sotto prodotti indesiderati che possono portare a problemi di sicurezza.Un caso è quello il cui bisogna
produrre il 4 ammino difenile ammina (4-ADPA)(intermedio e antiossidante per le gomme dei pneumatici ) che si
ottiene dal 4 nitro difeil ammina (4-NDPA) seguito dalla purificazione del 4NDPA per distillazione e seguente
idrogenazione a 4ADPA,Durante la preparazione del 4NDPA si producono piccole quantità di dinintro.Tale di nitro è
separato dal 4NDPA per distillazione ,per cui si ottiene uno strema concentrato di di nitro che in alcune condizioni può
diventare esplosivo.Tali esplosioni sono già avvenute in alcuni impianti nel mondo. L’ammontare del di nitro nel waste
stream non deve superare il 2 %:Così mantenendo un buon controllo di processo e mantenendo la deviazione standard
al minimo è possibile mantenere il valore medio a valori bassi. Tale processo è stato modificato dopo il lavoro di un
team 6 sigma facendo in modo da azzerare completamente la media ed eliminare completamente il rischio di
esplosione. In pratica si è modificato l’impianto in modo da condurre prima l’idrogenazione e poi la distillazione. In
questo modo dalla distillazione non si ottengono più prodotti nitro ma solo degli ammino composti che non sono
esplosivi.
Si riporta infine un elenco di tools che possono essere usati:
sicurezza Tools 6 sigma
Hazop FMEA;Process flow diagram,Diagramma di
pareto,diagramma causa effetto ,DMAIC
Addestramento,analisi degli incidenti,selezione del
processo
DMAIC,DMADV(design/Optimization),Diagramma
cause effetto,stima Z score,
Indici di frequenza ,indici di gravità Stima Z score
Reazioni di runaway DMADV,robust design,analisi sensitività
Il 6 sigma è una filosofia che si fonda sull’analisi di dati e che può avere un effetto benefico sulla gestione della
sicurezza in azienda.
Riferimenti bibliografici:
1)six sigma and chemical process safety-Mukesh Doble