Veiligheidskundige kennisontwikkeling, een overzicht van 1945 tot 1970 Dr. Paul Swuste, TU Delft, e-mail p.h.j.j.swuste@tudelft.nl Coen van Gulijk, Walter Zwaard, Yvette Oostendorp Samenvatting Na de Tweede Wereldoorlog verandert er veel binnen het veiligheidskundige domein. De oorlog heeft bij de geallieerden pijnlijk duidelijk gemaakt dat de betrouwbaarheid van militaire voertuigen en installaties verre van optimaal is geweest. Dit is de start van de zogenaamde reliability engineering school. Deze school heeft een aantal analyse technieken opgeleverd, zoals de foutenboom. Tegelijkertijd is er veel commentaar van de kant van artsen op de psychologische uitleg van ongevallen. Deze psychologische benadering, de brokkenmakerstheorie, wordt door veel auteurs gepropageerd, waaronder de veiligheidsingenieur van een grote Amerikaanse verzekeraar, Herbert Heinrich, Artsen daarentegen, introduceren de zogenaamde epidemiologische benadering. Buiten de mens gelegen factoren worden als oorzaak gezien van ongevallen, zoals processtoringen en de manier hoe mensen onder dergelijke condities handelen. Inleiding In het Tijdschrift voor toegepaste Arbowetenschap zijn reeds twee artikelen verschenen over de geschiedenis van het veiligheidskundige vakgebied vanaf het eind van de 19 e eeuw tot vlak voor de Tweede Wereldoorlog. In deze periode zijn twee theorieën ontwikkeld. De eerste theorie verklaart ongevallen uit externe factoren, de organisatie en de condities van het werk. Chrystal Eastman is hierbij de grote naam die meer dan 500 ongevallen heeft onderzocht in het staaldistrict van Pittsburgh, Pennsylvania. De tweede theorie komt uit Groot-Brittannië. Na uitgebreid onderzoek onder vrouwen, werkzaam in de munitie industrie, verklaren Greenwood en Woods ongevallen uit een presdispositie van slachtoffers. Deze theorie is later bekend geworden als de accident proneness theory, in Nederland bekend als de brokkenmakerstheorie. Deze bijdrage beschrijft een volgend tijdsvak en zal beperkt blijven tot ontwikkelingen in de Verenigde Staten, Groot-Brittannië en Nederland. Onderstaande onderzoeksvragen zijn hierbij leidend geweest: welke theorieën, modellen, metaforen en analysetechnieken zijn ontwikkeld? welke consequenties heeft deze ontwikkeling gehad voor het veiligheidskundige vakgebied in Nederland? Methoden en technieken Voor het overzicht zijn oorspronkelijke referenties en bronnen geraadpleegd, grotendeels afkomstig uit de bibliotheek van de Technische Universiteit Delft. Indien niet voorhanden zijn originele bronnen via externe bibliotheken achterhaald. Voor de consequenties voor het Nederlandse vakgebied zijn alle jaargangen van het tijdschrift De Veiligheid bestudeerd, gericht op artikelen over veiligheidsmanagement, ongevalscausaliteit en veiligheidskundige oplossingen. In de vraagstelling worden de termen theorievorming en theorie gebruikt. Een theorie is op te vatten als een gevalideerd model. Met een theorie zijn waargenomen verschijnselen, in dit geval ongevallen, te analyseren en belangrijker, met een theorie kunnen voorspellingen worden gedaan.
In het spraakgebruik worden de termen model en metafoor vaak door elkaar gebruikt. In dit artikel wordt een onderscheid gemaakt. Een model is een schematische, nog niet gevalideerde presentatie van de werkelijkheid. Een voorloper van een model is een metafoor, overdrachtelijk taalgebruik gebaseerd op een vergelijking. De opkomst van de epidemiologische benadering van ongevallen Na de Tweede Wereldoorlog doen artsen hun intrede in het Amerikaanse veiligheidskundige onderzoek. Artsen hebben een aantoonbare bijdrage geleverd aan de verbetering van de volksgezondheid; epidemieën zijn onder controle gebracht, geneesmiddelen tegen bacteriële infecties zijn ontwikkeld en de algemene gezondheidstoestand is spectaculair verbeterd en de mortaliteit gedaald. Artsen stellen zich de vraag of ongevallen, waar tot dan toe nog geen zichtbare winst behaald was, niet op eenzelfde manier behandeld moeten worden als ziekten. Epidemieën zijn met succes bestreden door uit te gaan van de zogenaamde epidemiologische driehoek, waarbij de uitkomst (ziekte) het resultaat is van drie vectoren: het agens, de gastheer en de omgeving. Als een van deze vectoren gestopt kan worden, dan treedt de ziekte niet op, is de gedachte. De bestrijding van cholera, waar het drinkwater als vector werd gezien, is daar een voorbeeld van. Het agens, de bacteriële infectie, was in die periode nog niet bekend. Artsen kwamen tot de ontdekking dat de dominant psychologische benadering van ongevallen belangrijke beperkingen kende. Er is veel kritiek op de kwaliteit van het veiligheidskunde onderzoek, dat doorgaans niet veel verder komt dan een common sense benadering. Met enige verbazing is geconstateerd dat al het onderzoek weinig invloed heeft gehad op de preventie van ongevallen. Psychologen hebben, met hun nadruk op de mentale conditie van het slachtoffer als oorzaak, de preventie gezocht in de selectie, training en opvoeding van potentiële slachtoffers. Deze benadering is omarmd door verzekeringsmaatschappijen, die een grote invloed hebben gehad op de ontwikkeling van het vakgebied in de Verenigde Staten. Na de Tweede Wereldoorlog verflauwt het enthousiasme voor de psychologische aanpak van ongevallen. Het lukt maar niet de brokkenmaker operationeel te definiëren en langdurige effecten van interventies gebaseerd op de psychologische aanpak zijn moeilijk aantoonbaar gebleken. Het lijkt effectiever om machines en installaties fale-safe te maken zodat fouten van werkers niet tot ongevallen leiden, dan werkers via een gedragsprogramma voorzichtiger te laten werken. Een belangrijk probleem in het toenmalige veiligheidskundige onderzoek is de betrekkelijk vage definitie van een ongeval. Een ongeval wordt omschreven als een ongepland, onverklaarbaar random effect. Dit maakt een ongeval per definitie onbeheersbaar. Juridische of psychologische concepten hebben dan de overhand. In de medische wetenschap worden geen ongevallen bestudeerd. Bij de zoektocht naar een juiste behandeling wordt gezocht naar de verschillende oorzaken van letsel. De sleutelvraag is wat veroorzaakt het letsel. De gemeenschappelijke factor die ten grondslag ligt aan letsel is een abnormale energie uitwisseling die groter is dan de weerstand van het lichaam. Hiermee wordt het agens gelijk gesteld aan energie in al haar vormen en onderscheiden in straling, mechanische, thermische, chemische en elektrische energie. Deze classificaties zijn onderdeel van een nieuwe, epidemiologische benadering van ongevallen. De grote naam achter deze benadering is Haddon, die veel onderzoek heeft uitgevoerd naar verkeersveiligheid. Zijn publicaties zijn algemeen van opzet en daarom is zijn benadering toegepast op de bedrijfsveiligheid. Preventie van ongevallen komt volgens Haddon in essentie neer op de beïnvloeding van de energiestroom van het gevaar naar het slachtoffer. Er worden vijf verschillende preventiestrategieën gedefinieerd. De eerste strategie voorkomt de energieopbouw. Lukt dat niet dan bestaat een tweede strategie uit het voorkomen of het wijzigen van de energie-emissie. Een derde optie is de scheiding van het potentiële slachtoffer van de plek waar de energie vrij gaat
komen en de vierde mogelijkheid is een barrière te plaatsen tussen het slachtoffer en de energie emissie. Als laatste dient de verzorging van gevallen slachtoffers zo snel mogelijk georganiseerd te worden. De eerste vier preventiestrategieën hebben veel overeenkomst met de veel later ontwikkelde arbeidshygiënische strategie. Processtoringen en ongevallen De Nederlandse arts Winsemius definieert een ongeval als en plotselinge en onvoorziene fysische gebeuren dat letsel aanbrengt. Winsemius heeft meer dan duizend ongevallen onderzocht bij de toenmalige Hoogovens. Om ongevallen te begrijpen wordt het begrip taakdynamiek geïntroduceerd. De taakdynamiek omvat de handelingen die verricht moeten worden om een doel of een taakvoltooiing te bereiken. De taakdynamiek verklaart op zichzelf nog geen ongeval, maar de handeling wel. Gesteld wordt dat er twee manieren zijn om handelingen onder normale procescondities te verrichten; een snelle weg met gevaren of een omslachtige veilige weg. De veilige weg zal alleen gekozen worden als de gevaren en risico s excessief zijn, is de theorie. In alle andere gevallen zal de snellere, risicovollere weg worden gekozen. Bij abnormale procescondities, zoals processtoringen, zal altijd intuïtief gekozen worden voor de snelle weg, ongeacht de risico s. Met deze aandacht voor taken, handelingen in complexe mens-machine systemen komt de benadering van Winsemius overeen met die van de ergonomie. Ongevallen worden niet volgens eenvoudige causale ketens veroorzaakt, maar door een samenloop in tijd en plaats van veel factoren, die op zichzelf niet in staat zijn het ongeval te veroorzaken. Deze samenloop is een afwijking of een verstoring van het normale werkritme. Dit is het plotselinge en onvoorzien fysisch gebeuren uit zijn definitie. Storingen leiden tot improvisatie en reflexgedrag, dat altijd de kortste en snelste weg kiest. Deze reflexen leiden tot ongelukken. Preventie van ongevallen wordt gezocht in de reductie van processtoringen, in een concurrerende positie van een veilige weg ten opzichte van een snellere risicovollere weg en als laatste in ergonomische aanpassingen van de werkplek waardoor handelingen comfortabel uitgevoerd kunnen worden. Veiligheidskundig herontwerp In Groot-Brittannië start begin jaren 70 een groot prospectief observationeel onderzoek naar ongevallen in verschillende sectoren van de industrie. Net als bij Winsemius zijn de taak en de overeenkomstige handelingen de belangrijkste determinanten van ongevallen. De ongevalsfrequentie neemt toe bij een toename van de handelingen als gevolg van een hogere productie. Onderzoekers hebben geen relatie kunnen ontdekken tussen lichtere en zwaardere ongevallen, een relatie die Heinrich met zijn ijsbergmetafoor gesuggereerd heeft. De ongevalsratio s zijn primair machine afhankelijk en observaties hebben gevestigd dat lichtere en zwaardere ongevallen volgens verschillende scenario s verlopen en daarmee een andere risicobeheersing vereisen dan Heinrich propageert. De preventie van ongevallen in de bedrijven is een ingewikkeld onderwerp. Bij de werkvloer is slechts apathie geconstateerd, ongevallen zijn nu eenmaal onderdeel van het werk, is de veelgehoorde mening. Als er al onderzoek wordt uitgevoerd, is de meest voorkomende oorzaak de onachtzaamheid van het slachtoffer. Discussies over de schuldvraag en onderhandelingen met verzekeringsmaatschappijen over financiële vorderingen zijn feitelijk de enige activiteiten op veiligheidsgebied die het management van bedrijven onderneemt. Veiligheidsfunctionarissen van bedrijven hebben nauwelijks tijd om ongevalsonderzoek op de werkvloer uit te voeren. Het onderzoek besluit met twee aanbevelingen. Allereerst een veiligheidskundig en ergonomisch herontwerp van installaties en werkplekken. Bij bestaande ontwerpen heeft men veel te weinig rekening gehouden met de beperkingen van menselijk handelen. Het tweede punt is de specifieke training van werknemers, die vrijwel afwezig bleek te zijn. Volgens de auteurs is deze training niet alleen gewenst uit veiligheidskundig oogpunt, maar ook vanuit productie-efficiëntie.
Veiligheidskundige technieken Na de tweede Wereldoorlog zijn een aantal veiligheidskundige technieken ontwikkeld, die deels uit de militaire sector afkomstig zijn (Failure Mode and Effect Analysis FMEA, Fault Tree Analysis FTA) en deels uit de procesindustrie (HAZard and OPerability Studies HAZOP). Geen van deze technieken zijn gebaseerd op een veiligheidskundige theorie, maar geboren uit de zeer beperkte betrouwbaarheid van militaire en proces technische systemen. Deze technieken zijn voorbeelden van methoden uit de reliability engineering school. Deze technieken hebben tot doel om ongewenste afwijkingen in producten en storingen in de procesgang te achterhalen om daarmee de veiligheid in combinatie met de operabiliteit en de betrouwbaarheid te analyseren en te verbeteren. De betrouwbaarheid van complexe system in de militaire industrie en de ruimtevaart is te laag en in de beginperiode van de procesindustrie zijn veel processen labiel en komt ongewenste loss of containment veel voor. FMEA is eind jaren 40 in het Amerikaanse leger geïntroduceerd. De doorbraak van FMEA komt pas later, in de jaren 60, tijdens de ontwikkeling van de bemande maanvluchten van het Apollo project. Een FMEA geeft een analyse van technische systemen, zowel voor individuele componenten van een systeem als voor grotere functionele blokken van een systeem. In eenvoudige termen is de methode bedoeld om antwoord te geven op simpele hoe kan de eenheid falen en wat gebeurt er dan. FTA is net als FMEA een techniek, die zijn oorsprong heeft in een militaire toepassing. De roep voor meer systeemveiligheid is in de militaire sector alleen maar toegenomen na enkele dramatische rampen met ontploffende raketten in opslagloodsen. De techniek is in 1962 ontwikkeld door de New Yorkse Bell Telephone Laboratories, in opdracht van de Amerikaanse luchtmacht om ongecontroleerde lanceringen van de intercontinentale ballistische raketten te voorkomen. Met behulp van een boomstructuur wordt een ongewenste gebeurtenis gedefinieerd, een top gebeurtenis die voorkomen moet worden. Vervolgens worden faalscenario s van onderliggende componenten van het systeem vastgesteld. FTA gaat uit van een binaire benadering van gebeurtenissen, die wel of niet plaats kunnen vinden. Dat wordt tegelijk de sterkte en de zwakte van de methode gezien. Op deze wijze kunnen fouten in complexe systemen op een eenvoudige manier zichtbaar gemaakt worden, maar het laat slechts een wel-of-niet mogelijkheid toe en kent geen gradaties. HAZOP is een techniek ontwikkeld in 1963 door Imperial Chemical Industries Ltd (ICI). Bij het ontwerp van een fenol fabriek van de Heavy Organic Chemical Division is HAZOP toegepast als een systematische zoektocht om afwijkingen in het ontwerp en potentiële afwijkingen in de procesvoering op te sporen, evenals de mogelijke consequenties voor de installatie als geheel. De techniek is uitgegroeid tot een formele systematische en kritische evaluatie van het proces en de ontwerpintenties van nieuwe of bestaande installaties. Een HAZOP is het resultaat van een groepsdiscussie tussen deskundigen van verschillende disciplines die een Piping and Instrumentation Diagram (P&ID) van een ontwerp lijn voor lijn, onderdeel voor onderdeel doorlopen. Per onderdeel wordt de intentie vastgesteld, hoe het onderdeel geacht wordt te functioneren. Vervolgens worden gidswoorden gebruikt die mogelijke afwijkingen definiëren, zoals geen/niet, meer, minder etc. De gidswoorden worden toegepast op materiaal, productiefuncties en op de lay-out. Onderwerpen van het vakblad De veiligheid Volgens het Nederlandse vakblad voor veiligheidsdeskundigen De Veiligheid heeft ons land op het gebied van bedrijfsveiligheid een grote achterstand ten opzichte van het buitenland. Er gebeuren teveel bedrijfsongevallen. Direct na de Tweede Wereldoorlog zijn op veiligheidsgebied de Verenigde Staten leidend en in mindere mate het Verenigd Koninkrijk. Naast de vele artikelen over de klassieke veiligheidstechniek en gevaarlijke industrie sectoren is er uitgebreid aandacht voor Heinrich s veiligheidskundige denkbeelden. Het betreft ongevalsoorzaken via de
dominometafoor en de 88:10:2 verhouding, het ongevalsmechanisme met de ijsbergmetafoor en de 1:29:300 verhouding en de 4:1 verhouding voor de indirecte kosten van ongevallen. Deze modellen en metaforen zijn uitgebreid behandeld in de twee eerdere artikelen over dit onderwerp. In lijn met deze benadering besteedt het blad veel aandacht aan de veiligheidsopvoeding van arbeiders. De veiligheidsgedachte en orde en netheid van de fabriek en werkplekken zijn dan de onderwerpen. In deze periode ontstaan de bedrijfsveiligheidsdiensten en de bedrijfsgeneeskundige diensten en de samenwerking tussen de twee disciplines komt ruim aan bod. De samenwerking tussen de twee disciplines krijgt eveneens gestalte in de Commissie van Overleg. Deze Commissie is in de eerste oorlogsjaren gestart en zal tot 1966 voortduren. Experts van grote bedrijven en vertegenwoordigers van de ministeries, van de Risico-Bank en van het Veiligheidsmuseum komen een aantal keren per jaar bijeen en organiseren bijeenkomsten voor aangesloten leden. De Commissie van Overleg is een van de partijen die kritisch commentaar levert op de dominante positie van de brokkenmakerstheorie en centrale positie van onveilige handelingen in de dominometafoor. De principiële vraag wordt gesteld of de mens zich aan arbeid moet aanpassen of andersom. Met de bespreking van zijn proefschrift introduceert Winsemius de ergonomie in het vakblad, met de boodschap dat aanpassing van het werk veruit de voorkeur verdient boven de gedragsbeïnvloeding van arbeiders. Discussie en conclusies De beschouwde periode heeft één model opgeleverd, het epidemiologisch model van Haddon, één ongevalstheorie over de taakdynamiek van Winsemius en een aantal analysetechnieken. Met de inbreng van Winsemius doet de ergonomie zijn intrede in het vakgebied. De publicaties van Winsemius, Haddon en collega s hebben vier aantoonbare effecten gehad;: de oriëntatie van veiligheidskundig onderzoek is veranderd van een psychologische benadering naar techniek, epidemiologie en ergonomie er is een verbintenis ontstaan tussen de medische en technische wetenschappen de oorzaak van letsel is het startpunt van onderzoek geworden preventiestrategieën zijn gericht op de beïnvloeding van de energiestroom van het gevaar naar het kwetsbare object. Opvallend genoeg blijft binnen de beroepsgroep de psychologische benadering van menselijk falen de dominante verklaring voor ongevallen, zoals blijkt uit publicaties uit het vakblad De Veiligheid. Arbeiders en werknemers moeten de veiligheidsgedachte bijgebracht worden en de publicaties eindigen vaak met aanbevelingen voor meer voorlichting, beter veiligheidsinstructies, betere scholing in veilig werken en arbeiders en hun directe basen kunnen elkaar aanspreken op onveilig gedrag en onveilige situaties. Deze elementen hebben een sterke gelijkenis met de huidige behavioural based safety programma s. Gedragsbeïnvloeding van mensen lijkt eenvoudiger en goedkoper dan de aanpassing van de omgeving, van installaties en machines. Het ongevalsproces is ergonomisch en epidemiologisch complex en multicausaal en dat is per definitie ingewikkeld. De nadruk op het menselijk falen heeft als voordeel dat een schuldvraag op een eenvoudige manier beantwoord kan worden. De meeste veiligheidskundige technieken komen niet uit het veiligheidskundige domein, maar uit de militaire sector en de procesindustrie. FMEA, FTA, en HAZOP zijn technieken die gebaseerd zijn op Loss Prevention, het voorkomen van processtoringen en ongewenste variaties in de procesgang met desastreuze gevolgen.