Análisis de riesgos

PASC cuenta con una série de posibles riesgos, que deben de tenerse en cuenta, ya que al tratarse de un sistema mecánico, sujeto a eventos de origen (externo, funcional, interno), afectan al desarrollo de la ciencia que se quiere desempeñar con la máquina. Tener identificados los riesgos, saber tratarlos y comprender cuales son las consecuencias de los mismos, garantizan una correcta aplicación y funcionamiento.

externo funcional interno
Riesgos relacionados con factores externos al laboratorio. Corte de Luz, de agua, retraso en la entrega de productos
Riesgos debidos a un mal funcionamiento de las máquinas (mal reglaje de la electrónica, etc...)
Riesgos debidos a un error humano al operar en la máquina

fugas

Descripción: Fugas en nuestro sistema, no conseguimos bajar de 1E-9mbar después del bake-out

Categoría: Interno y/o funcional

Impacto: extremadamente alto

Daño: No podemos realizar ninguna medida con una presión tan alta

Soluciones: Medida de fugas con helio y el cuadrupolo, identificación de las causas, y dependiendo de los casos, (re apriete de los tornillos, o empezar de nuevo si es necesario cambiar alguna junta de cobre)

fugas virtuales

Descripción: Fugas en nuestro sistema, no conseguimos bajar de 1E-9mbar después del bake-out (tenemos algo orgánico que no deja de desgasificar)

Categoría: Interno

Impacto: extremadamente alto

Daño: Extremadamente Alto, no podemos realizar ninguna media con una presión tan alta

Soluciones: Medida de fugas con Helio y el Cuadrupolo. Parar la máquina, quitar los restos orgánicos

Corte corriente 220V

Descripción: Corte de corriente general en el circuito que alimenta el laboratorio

Categoría: Externo

Impacto: alto

Daño: Alto, Las bombas se paran y el sistema empieza a perder condiciones de UHV

Soluciones: Circuito de seguridad en la válvula que comunica la cámara con la bomba Turbo. Cierra la válvula automáticamente, impide que la presión aumente bruscamente.

Falta de horneo

Descripción: Tiempo y temperatura de horneo insuficiente. Tiempo debe ser >>12 horas, temperatura entre 150ºC y 200ºC dependiendo de los componentes de la máquina. La temperatura debe de ser lo más homogénea posible. (gradiente cero)

Categoría: Interno y/o Externo

Impacto: extremadamente alto

Daño: Extremadamente Alto, La presión en el interior de la máquina no bajara de 1E-9mbar

Soluciones: Control de la temperatura mediante uno o varios VARIAC (temperatura homogénea), y aumento del tiempo de horneo. Nuestro sistema debe de estar bien aislado o protegido, para que no pierda calor. Bien mediante un recubrimiento de Aluminio, o bien mediante una manta térmica

Venteo incorrecto

Descripción: En el momento de parar la Turbo, venteamos directamente al aire, bien a través de la válvula de venteo, o bien mediante la apertura de alguna brida de la cámara

Categoría: Interno y/o funcional

Impacto: extremadamente alto

Daño: Alto, Se puede producir la difusión de hidrocarburos CxHx, al interior de la cámara de UHV, y la entrada de partículas sólidas

Soluciones: Ventear siempre mediante la válvula de venteo de la Turbo (provista de filtro de polen). Disponer siempre de N2 para evitar la deposición de hidrocarburos en las paredes interiores de la cámara.

Muestra contaminada o súcia

Descripción: Muestra contaminada por haber sido expuesta al aire, o por absorciones de contaminantes en el interior de la cámara de UHV

Categoría: Interno y/o Externo

Impacto: extremadamente alto

Daño: Alto, La muestra esta expulsando contaminantes al ambiente, o absorbiendo monocapas atómicas de contaminantes que hay en el interior de la cámara

Soluciones: Si es necesario, antes de realizar ninguna medida, bombardear la muestra mediante el cañón de iones de Ar, con objeto de quitar los átomos de contaminantes que se hubiesen depositado sobre la superficie de la muestra

Bombeo primario bajo

Descripción: La bomba Rotativa o de Membrana tiene una presión máxima de bombeo por encima de 1.5E-2mbar

Categoría: Funcional

Impacto: extremadamente alto

Daño: Extremadamente Alto, La bomba Turbo, necesita trabajar con un mayor consumo de corriente, que repercute en el rozamiento de los cojinetes del motor de la bomba. También impide que se pueda establecer un bombeo diferencial en la lámpara ultravioleta

Soluciones: Supervisar siempre la presión de vacío de la Rotativa y/o membrana, mediante un manómetro. En caso de no llegar al vacío mínimo, proceder a su cambio o reparación lo más rápido posible

Seguridad electrónica bomba Turbo

Descripción: La electrónica que controla el relé, que actúa sobre la válvula neumática situada en la Turbo. Caída de tensión en el circuito que lo alimenta a 24V o corte de corriente de 220V. Pequeña variación del voltaje que lo alimenta, puede hacer que el circuito se abra y por tanto que se cierre la válvula

Categoría: Interno y/o Externo

Impacto: extremadamente alto

Daño: Alto, Cierre involuntario de la válvula, que puede ocasionar que aumente rápidamente la presión en la cámara de UHV

Soluciones: Filtrar la señal de salida de 24V, mediante la colocación de un condensador en paralelo, que impida que ante una disminución del voltaje, el circuito se pueda abrir de manera inesperada. También mediante una salida compensada de 24V, en principio desde la misma salida de la electrónica que controla la Turbo

falta aire comprimido

Descripción: Tenemos una presión inferior 4.5 bar, en el circuito de aire comprimido que alimenta la válvula neumática de la Turbo

Categoría: Interno y/o funcional

Impacto: extremadamente alto

Daño: Alto, No podemos abrir la válvula por falta de presión en el circuito de aire comprimido

Soluciones: Prever el consumo de aire comprimido, para evitar que en momentos en los que no haya nadie en el laboratorio, se pueda abrir la válvula (en caso de cierre automático por seguridad)

contaminación cámaras

Descripción: No conseguimos bajar de 1E-9 mbar después de haber horneado las cámaras, se ha de realizar un RGA con el cuadrupolo, y haber observado hidrocarburos en su interior

Categoría: Interno y/o funcional

Impacto: extremadamente alto

Daño: Alto, Podemos contaminar las muestras a estudiar

Soluciones: Limpieza de las cámaras con acetona, tricloroetileno y alcohol. Limpieza de todas las piezas que introduzcamos en un baño ultrasonico de acetona. Venteo utilizando N2, mediante la válvula de venteo situada en las bombas Turbo.

muestra no alineada

Descripción: La muestra no se encuentra alineada

Categoría: Interno y/o funcional

Impacto: extremadamente alto

Daño: Bajo, El número de cuentas que nuestro detector mide es bajo

Soluciones: Tratar de alinear correctamente con los micrómetros situados en el manipulador.

falta desgasificación

Descripción: Los filamentos de la instrumentación, no han sido desgasificados (proceso de limpieza en caliente, mediante el aumento de corriente, que permite expulsar todas las impurezas que se encuentran depositadas sobre la superficie )

Categoría: Interno y/o funcional

Impacto: extremadamente alto

Daño: Extremadamente Alto, Los filamentos eliminan suciedad durante la realización de los experimentos

Soluciones: Desgasificación manual de todos los filamentos

muestra no conductora

Descripción: La muestra a estudiar no es conductora, o no está conectada a tierra.

Categoría: Interno y/o funcional

Impacto: extremadamente alto

Daño: Extremadamente Alto, La muestra se carga, y por tanto no obtenemos ninguna medida, que quede reflejada en nuestro detector

Soluciones: En principio, nuestras muestras han de ser conductoras y han de estar en contacto con el portamuestras, bien unidas mediante una camisa de tántalo, o por un pegamento conductor.

filamento roto

Descripción: Filamento de la instrumentación roto

Categoría: Interno y/o Externo

Impacto: extremadamente alto

Daño: Extremadamente Alto, La fuente de producción de electrones no funciona. Valido para cualquier instrumentación que funcione por emisión termoiónica o de efecto campo.

Soluciones: Cambio del filamento (La mayoría de la instrumentación está preparada con un filamento de repuesto, cuya utilización requiere desgasificación previa)

voltaje channeltron alto

Descripción: El voltaje umbral de detección del channeltron se encuentra alto. En caso del cuadrupolo, por encima de 1500V

Categoría: Interno y/o funcional

Impacto: extremadamente alto

Daño: Extremadamente Alto, Los Channeltron se van deteriorando por el uso y por condiciones de vacío altas.

Soluciones: Mantener un control mensual de estos voltajes y adecuar su funcionamiento cuando las condiciones para ello sean óptimas.

sputtering preferencial

Descripción: La muestra es sometida a sputtering de iones con un número atómico alto

Categoría: Interno y/o funcional

Impacto: extremadamente alto

Daño: Alto, Podemos estropear la superficie, e impedir que se ordene correctamente la estructura superficial

Soluciones: Vigilar el gas noble que empleamos para el sputtering, empezar desde He, hasta Ar. Controlar la energía de los iones (500eV a 5KeV), y el tiempo de bombardeo (cinco en cinco minutos)

corte de agua

Descripción: Corte o bajada de la presión del circuito de agua

Categoría: externo

Impacto: medio

Daño: Medio, La bomba Turbo será refrigerada solamente por aire. La fuente Ultravioleta de descarga no podrá ser encendida

Soluciones: Deposito de acumulación, y bomba impulsora que ajuste siempre la presión a un valor fijo.

vibraciones

Descripción: PASC se encuentra sometida a pequeñas vibraciones mecánicas "ruido"

Categoría: Funcional y/o externo

Impacto: medio

Daño: Bajo

Soluciones: La máquina ha de estar bien equilibrada y sobre una alfombrilla anti-vibraciones

ruido electromagnético

Descripción: Si PASC, no hace de buena Tierra, o la Tierra que se emplea es menor que la propia PASC. Se nos pueden colar pequeñas señales electromagneticas en toda la superficie de la máquina

Categoría: Externo

Impacto: medio

Daño: Medio

Soluciones: El laboratorio debe de contar con una buena pica de tierra.

ausencia de una tierra adecuada

Descripción: PASC no cuenta con una buena toma de tierra

Categoría: externo

Impacto: medio

Daño: Medio, para medidas precisas, así como posible daño a todas las electrónicas

Soluciones: El laboratorio debe de contar con una buena pica de tierra.

falta de helio líquido

Descripción: El dewar de He líquido se agota

Categoría: Interno

Impacto: Alto

Daño: Alto, No podemos simular las condiciones de temperatura

Soluciones: Antes de realizar el experimento, debemos poder calcular la cantidad de Helio, que vamos a necesitar en Peso, (disponemos de báscula para pesar el dewar), si es necesario se ha de poder perdir otro dewar (tiempo mínimo de entrega 24horas)

cambio fuente de radiación

Descripción: Es necesario cambiar el tipo de rediación en un experimento

Categoría: Interno

Impacto: Alto

Daño: Si nos equivocamos en el tipo de radiación que enviamos a una muestra, podemos causar daños irreversibles a la misma

Soluciones: Antes de poner en vacío la máquina, debemos colocar la fuente de radiación adecuada, ya que una vez en vacío, es imposible cambiar de fuente de radiación.

falta de gases

Descripción: No tenemos gases para la composición de ambientes planetarios (MARTE, TRITON, EUROPA),

Categoría: Externo y/o Interno

Impacto: Alto

Daño: Alto, No podemos realizar las simulaciones, o en caso de que se acabe en medio de la realización de un experimento, no podremos terminarlo.

Soluciones: Estimar el tiempo de realización del experimento y calcular en volumen de gas necesario, para disponer en el laboratorio de la bala de gas adecuada.

© Jesús Manuel Sobrado Vallecillo (www.txus.es)