CERN, sede do Grande Colisor de Hádrons , tem grandes planos para atualizar o maior complexo de aceleradores de partículas do mundo nos próximos anos. Mas os engenheiros identificaram uma barreira para a atualização: não há espaço para novos cabos nos injetores que aceleram as partículas antes que elas entrem no LHC.
No passado, quando partes dos aceleradores eram atualizadas ou adicionadas, os engenheiros costumavam substituir adicionalmente os cabos que os conectavam. No processo, eles deixariam no lugar os cabos antigos que não estavam mais em uso. Agora, uma pilha de cabos obsoletos está bloqueando o caminho para a instalação de novos cabos necessários para a próxima grande atualização do acelerador. Para abrir espaço, os engenheiros do CERN decidiram identificar e remover os cabos antigos e não utilizados. Todos os 9.000 deles.
Distinguir cabos funcionais e fora de uso em um dos maiores e mais caros experimentos do mundo é um jogo de alto risco. Puxe o cabo errado e, na melhor das hipóteses, você pode ter perdido alguns recursos de monitoramento de dados. Na pior das hipóteses, você pode puxar um cabo de segurança crucial e o acelerador simplesmente não funcionará. 'É por isso que é tão complicado concluir esta operação - porque qualquer erro pode causar grandes problemas na reinicialização do acelerador', me disse Sébastien Evrard, o engenheiro mecânico que lidera o projeto de limpeza.
É com isso que eles estão lidando. Imagem: CERN
O CERN quer instalar novos cabos como parte de sua Projeto de atualização de injetores do LHC (LIU) , um dos principais projetos programados para o próximo longo desligamento do LHC em 2019 . Em preparação, a equipe de 60 pessoas de Evrard está atacando a confusão de cabos em três dos injetores do colisor: o Proton Synchrotron Booster (PS Booster), o Proton Synchrotron (PS) e o Super Proton Synchrotron (SPS). Tudo isso faz parte de um cadeia de máquinas que aceleram as partículas nos feixes que eventualmente se transferem para o LHC.
'É claro que, em um mundo ideal, removeríamos os cabos antigos e obsoletos antes de instalar os novos, mas esse não foi o caso', disse Evrard. 'Hoje, todas as contenções de cabos - as bandejas de cabos que abrigam todos esses cabos - estão realmente lotadas e não é mais possível adicionar novos cabos.'
Os engenheiros só podem trabalhar nas máquinas durante a parada técnica anual, que dura alguns meses no inverno. Eles começaram a desconectar os cabos no PS Booster em dezembro e agora estão entrando no SPS também. Eles não removerão os cabos até a próxima parada técnica no final deste ano, tanto porque não terão tempo quanto porque querem ter certeza de que não interromperam o funcionamento das máquinas antes de se livrarem quaisquer cabos completamente.
Evrard disse que, no papel, a equipe identificou cerca de 3.000 cabos obsoletos em cada injetor – 9.000 no total. No próprio PS Booster, eles já encontraram e desconectaram 2.700 daqueles documentados como obsoletos. 'Então, estamos confiantes de que, no final do dia, chegaremos a 8.000 cabos no total que foram preparados, que estarão prontos para remoção no próximo ano', acrescentou Evrard.
Cada cabo no PS Booster tem cerca de 50 metros de comprimento, viajando desde os edifícios de superfície na base do CERN em Genebra até o injetor
O processo de encontrar e remover os cabos é meticuloso. Evrard admitiu que não era um trabalho 'sexy' e que tinha sido difícil motivar as pessoas a realizar a enorme tarefa de limpeza até que o próximo projeto da LIU destacasse sua necessidade.
Os cabos com os quais estão lidando estão geralmente associados a sistemas de controle e sistemas de segurança, que passaram por muitas atualizações tecnológicas desde que o CERN foi estabelecido pela primeira vez em 1954. O síncrotron de prótons, o mais antigo dos três aceleradores visados neste projeto, foi entrou em operação em 1959 , muito antes do Grande Colisor de Hádrons ser construído.
Esses cabos antigos podem ter sido destinados a uma infinidade de tarefas, como transportar dados para um acelerador ou enviar sinais para abrir uma válvula em um sistema de vácuo, por exemplo. Os grandes cabos de alimentação não estão incluídos no projeto - eles são mais permanentes e geralmente destinados a funcionar durante a vida útil do equipamento.
Ao longo dos anos, Evrard disse que o CERN tinha um 'hábito não tão bom' de simplesmente deixar os cabos antigos no local quando eram substituídos e empilhar os novos em cima. Agora, remover os antigos não é tão simples quanto você imagina. Cada cabo no PS Booster, por exemplo, tem cerca de 50 metros de comprimento, viajando desde os edifícios de superfície na base do CERN em Genebra até o injetor. 'É por isso que começamos a identificar e desconectar este ano e no próximo ano vamos removê-los', disse Evrard.
Os engenheiros iniciaram o processo em junho consultando um banco de dados do CERN que documenta as características técnicas, função e localização de cada cabo. Eles compilaram uma lista de todos os cabos considerados associados a sistemas obsoletos. 'Mas é claro que o banco de dados não é 100% confiável, então isso significa que na segunda etapa temos que ir ao local e verificar a localização correta de todos esses cabos obsoletos esperados para ver se eles estão realmente obsoletos ou ainda em uso', explicou Evrard . 'A partir da experiência que obtivemos nas últimas semanas, podemos dizer que cerca de dois por cento dos cabos que se esperava que fossem obsoletos ainda estão em uso.'
Antes que os aceleradores reiniciem no final de fevereiro, todo o equipamento será verificado e verificado novamente para garantir que tudo esteja no lugar. As operações épicas de limpeza ainda estarão longe de terminar, no entanto. “É algo que começou este ano e retomará todas as paradas técnicas anuais até o final de 2020”, disse Evrard. 'Não é uma operação de um ano; na verdade, vai durar quatro anos, porque é um trabalho enorme.'
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