Analysis of Factors Influencing Electrical Fires in Industrial Buildings Using the Fuzzy DEMATEL-ISM-MICMAC Method

Resumo Técnico: Análise dos Fatores que Influenciam Incêndios Elétricos em Edificações Industriais Utilizando o Método Fuzzy DEMATEL-ISM-MICMAC

Definição do Problema
Edificações industriais abrigam equipamentos de produção concentrados e instalações de suprimento de energia que frequentemente operam continuamente sob condições severas (altas temperaturas, poeira, gases corrosivos), levando ao envelhecimento acelerado dos equipamentos e a um alto risco de incêndios elétricos. Apesar de pesquisas existentes oferecerem análises qualitativas e medidas preventivas gerais baseadas na experiência prática, há uma carência de investigação sistemática sobre as complexas relações causais, as vias de transmissão hierárquica e as características de dependência de condução entre os vários fatores de risco. Os métodos atuais não conseguem distinguir claramente entre causas raiz, fatores de transmissão intermediários e gatilhos diretos, limitando a eficácia de estratégias de prevenção direcionadas.

Metodologia
Este estudo propõe um modelo analítico acoplado integrando três métodos: Fuzzy Decision-Making Trial and Evaluation Laboratory (Fuzzy DEMATEL), Interpretive Structural Modelling (ISM) e Matrix d'Impacts Croisés Multiplication Appliquée à un Classement (MICMAC). A estrutura de pesquisa procede da seguinte forma:

1. Identificação de Fatores: Com base em revisões de literatura, estudos de caso de incidentes de incêndios elétricos domésticos (2014–2024) e normas nacionais relevantes (ex: GB50016, GB/T 19517), foram identificados 20 fatores de risco distribuídos em quatro dimensões: Equipamento, Pessoal, Ambiente e Gestão.
2. Fuzzy DEMATEL: As avaliações de especialistas foram convertidas em números fuzzy triangulares para quantificar as relações de influência direta e indireta. Esta etapa calculou o grau de influência ($D$), o grau de efeito ($C$), a centralidade ($M$) e a causalidade ($R$) para cada fator, a fim de distinguir entre drivers causais e gatilhos de resultados.
3. ISM: Utilizando a matriz de influência abrangente do DEMATEL, aplicou-se um limiar ($\lambda$) para construir uma matriz de alcançabilidade. Através da partição iterativa de conjuntos alcançáveis e antecedentes, os fatores foram organizados em uma estrutura hierárquica multinível, revelando as vias de transmissão das causas raiz aos resultados finais.
4. MICMAC: Com base na matriz de alcançabilidade do ISM, as forças de condução e dependências foram calculadas para cada fator. Um gráfico de dispersão foi gerado para classificar os fatores em quatro categorias: independentes, interdependentes, dependentes e autônomos, validando assim a classificação hierárquica e esclarecendo os atributos funcionais dos fatores.

Análise Empírica
O modelo foi aplicado a uma planta de manufatura mecânica. Cinco especialistas em segurança contra incêndios elétricos avaliaram as relações de influência entre os 20 fatores. A consistência das classificações dos especialistas foi verificada através do teste de Kendall's W.

Principais Resultados

• Análise Causal (DEMATEL): A análise identificou 12 fatores causais e 8 fatores de resultado.
  • Causa Raiz Central: "Regulamentações de segurança inadequadas" (F16) emergiu como o fator causal mais crítico (Pontuação de Causalidade: 1,57), impulsionando a evolução do risco.
  • Fatores de Transmissão Chave: "Operações não licenciadas e não conformes" (F7) e "Identificação de riscos insuficiente" (F8) foram identificados como drivers fundamentais dentro da dimensão de pessoal.
  • Gatilhos Diretos: "Falhas de curto-circuito" (F2) e "Falhas de terra" (F5) foram identificados como os fatores causadores de desastres diretos mais graves (Fatores de resultado com alta centralidade, mas causalidade negativa).
• Estrutura Hierárquica (ISM): Os fatores foram organizados em uma estrutura de sete níveis:
  • Nível 7 (Causa Raiz): Sistemas de segurança inadequados (F16).
  • Nível 6: Deficiências de responsabilidade e controle (F19, F20).
  • Nível 5: Problemas de capacidade de pessoal (F7, F8).
  • Nível 4: Núcleo central de não conformidade e falha de gestão (F6, F9, F10, F17, F18).
  • Nível 3: Conversão de condições operacionais (F1, F11, F15).
  • Nível 2: Risco preliminar de deterioração de equipamento/ambiente (F4, F12, F13, F14).
  • Nível 1 (Gatilho): Causas diretas de incêndio (F2, F3, F5).
  • O modelo ilustra uma lógica de transmissão unidirecional e irreversível, partindo de deficiências sistêmicas de gestão para falhas de equipamentos e, finalmente, para a ignição do fogo.
• Classificação de Atributos (MICMAC):
  • Fatores Independentes (Alta Condução, Baixa Dependência): F16, F19, F20, F7. Estes são os controladores de origem que determinam a trajetória da evolução do risco.
  • Fatores Interdependentes (Alta Condução, Alta Dependência): F6, F8, F9, F10. Estes atuam como os núcleos centrais de transmissão.
  • Fatores Dependentes (Baixa Condução, Alta Dependência): F1, F2, F3, F4, F5. Estes são os gatilhos de saída final, altamente dependentes dos fatores a montante.
  • Fatores Autônomos (Baixa Condução, Baixa Dependência): F11–F15, F17, F18. Estes possuem capacidade de transmissão limitada.

Significância e Contribuições
O artigo afirma que a integração destes três métodos fornece uma estrutura abrangente, sistemática e precisa para analisar riscos de incêndios elétricos, abordando as limitações de abordagens de método único:

1. Quantificação da Causalidade: O Fuzzy DEMATEL mitiga o viés subjetivo nas avaliações de especialistas, quantificando com precisão a intensidade das influências e distinguindo entre causas raiz e gatilhos.
2. Decomposição Hierárquica: O ISM visualiza as vias de transmissão passo a passo, desde as deficiências de gestão até as falhas de equipamentos, esclarecendo a lógica estrutural que o DEMATEL sozinho não consegue descrever.
3. Validação Cruzada: O MICMAC valida a estrutura hierárquica do ISM e a identificação causal do DEMATEL através dos atributos de condução e dependência, formando um ciclo de verificação mútua.

O estudo conclui que os achados oferecem uma base científica para a formulação de estratégias de prevenção e controle direcionadas. Especificamente, sugere-se que a prevenção de riscos deve priorizar o refinamento dos sistemas de gestão de segurança e o esclarecimento de responsabilidades para eliminar riscos na fonte, enquanto simultaneamente controla as violações de pessoal e monitora os equipamentos para salvaguardar a última linha de defesa.