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Mais de 70% da escavação da parte de Dakota do Sul da Long-Baseline Neutrino Facility para o Deep Underground Neutrino Experiment está concluída. Foto: Ryan Postel, Fermilab
Uma milha abaixo da superfície em Dakota do Sul, enormes cavernas subterrâneas estão tomando forma. Um dia, eles se tornarão parte da Long-Baseline Neutrino Facility, sede do Deep Underground Neutrino Experiment internacional. Desde 2021, equipes de construção em Dakota do Sul extraíram cerca de 550.000 toneladas de rocha.
À medida que a escavação se aproxima da conclusão, a equipe do projeto LBNF/DUNE está se preparando para a próxima fase de construção, que transformará as cavidades subterrâneas em um espaço pronto para laboratório.
“A escavação está ultrapassando os 70% de conclusão”, disse Ron Ray, o vice-diretor de projeto dos EUA da LBNF/DUNE. “Assim que as cavernas forem escavadas, teremos que transformá-las em um espaço de laboratório utilizável”.
É aí que entra o subprojeto Building and Site Infrastructure, ou BSI. Durante esta fase, os trabalhadores equiparão as cavernas com todos os sistemas - incluindo eletricidade, encanamento, telecomunicações e TI, ar condicionado, detecção e proteção contra incêndio, elevadores e ventilação adicional - necessário para executar a instalação de pesquisa subterrânea. Em março, o Departamento de Energia dos EUA deu à equipe do projeto LBNF/DUNE a aprovação para prosseguir com o subprojeto BSI.
O DUNE, organizado pelo Fermi National Accelerator Laboratory do DOE, é um experimento focado no estudo de partículas indescritíveis conhecidas como neutrinos. Os cientistas do DUNE esperam resolver alguns dos grandes mistérios do universo explorando o comportamento dos neutrinos : Por que nosso universo é composto de matéria? Como se formam os buracos negros e as estrelas de nêutrons? As quatro forças da natureza podem ser combinadas em uma única teoria unificada?
O LBNF fornecerá o espaço, a infraestrutura e o feixe de partículas para o DUNE. Isso inclui as cavernas subterrâneas que abrigarão os detectores do DUNE - um detector próximo no Fermilab e um detector distante a 800 milhas de distância no Sanford Underground Research Facility, em Dakota do Sul.
Concluída a escavação do SURF, o local será composto por três cavernas e uma rede de túneis que, juntos, abrangem a área de aproximadamente oito campos de futebol. As cavernas norte e sul, cada uma com a altura de um prédio de sete andares, abrigarão os módulos detectores distantes, cada um contendo 17.500 toneladas de argônio líquido ultrapuro – um elemento altamente estável ideal para estudar neutrinos – resfriado a 184 graus Celsius negativos. . A terceira caverna, conhecida como caverna de utilidade central, abrigará os sistemas de suporte criogênico, detectores eletrônicos e equipamentos de aquisição de dados.
“A maior parte do nosso escopo é fornecer energia e os sistemas de resfriamento correspondentes para dar suporte ao experimento”, disse Josh Willhite, gerente de subprojeto da BSI. “Ao longo de todos os desvios e cavernas, instalaremos iluminação, sprinklers e sistemas de alarme de incêndio e, em seguida, a caverna de utilidade central é onde colocamos uma subestação elétrica e um sistema de água gelada que remove o calor do subsolo.” A equipe do BSI também montará uma estrutura na superfície para receber as entregas de argônio.
A empresa de arquitetura e engenharia Arup USA desenvolveu os projetos da infraestrutura que será instalada durante o BSI. A empreiteira Kiewit Alberici Joint Venture administrará o trabalho do BSI. A KAJV contratará subcontratados de áreas como Dakota do Sul e regiões próximas nos próximos seis a oito meses para realizar esta próxima fase da construção do LBNF/DUNE. A KAJV também realizará parte do trabalho do BSI internamente.
“A maioria dos subcontratados recomendados até o momento são da Dakota do Sul”, disse Scott Lundgren, gerente de projeto da KAJV. “Também temos alguns de Dakota do Norte, Minnesota, Wyoming e Denver.”
Escavação e BSI são dois dos cinco subprojetos LBNF/DUNE. O terceiro, que vem depois do BSI, é o subprojeto Far Detector and Cryogenics que inclui a instalação dos enormes detectores de neutrinos nas cavernas. Os dois subprojetos finais acontecerão no Fermilab. Uma envolve a construção das instalações para suportar o detector próximo e a linha de feixe, bem como a construção da própria linha de feixe. A outra é construir o detector próximo.
Os preparativos para transformar as enormes cavernas escavadas para a Long-Baseline Neutrino Facility em um espaço de laboratório utilizável para o Deep Underground Neutrino Experiment estão em andamento. Imagem: Fermilab
As cavernas LBNF fornecem espaço para quatro módulos detectores distantes. Os membros da colaboração DUNE testaram com sucesso a tecnologia e o processo de montagem do primeiro módulo detector, e a produção em massa dos componentes deste módulo está em andamento. Os preparativos para testar a tecnologia subjacente ao segundo módulo detector estão em andamento no laboratório de pesquisa europeu CERN.
A fase FDC envolverá várias etapas: construção dos criostatos; instalação dos detectores e sistemas criogênicos; e enchendo os detectores com argônio líquido. Envolverá mais de 1.300 colaboradores de 204 instituições em 33 países mais o CERN.
“Este é um grande esforço internacional”, disse Ray. “Temos contribuições significativas de nossos parceiros em todo o mundo.”
A fase BSI está prevista para começar no verão de 2024. Os trabalhadores começarão na caverna norte, com o objetivo de concluir a instalação da infraestrutura nessa caverna até o outono de 2024. Assim que a caverna norte estiver concluída, a construção do primeiro detector distante começará. A equipe da FDC pretende ter o primeiro módulo detector completo e operacional antes do final de 2028.
“Um dos grandes marcos seria começar com o BSI no próximo verão, o que significa terminar a escavação e fazer a transição para o primeiro trabalho de adequação da caverna”, disse Lundgren. “Se tudo estiver alinhado, a primeira montagem do criostato começará no final de 2024, o que aproxima as coisas cada vez mais do marco final: iniciar a ciência.”
O Fermi National Accelerator Laboratory é apoiado pelo Office of Science do Departamento de Energia dos Estados Unidos. O Office of Science é o maior patrocinador individual da pesquisa básica em ciências físicas nos Estados Unidos e está trabalhando para enfrentar alguns dos desafios mais prementes de nosso tempo. Para obter mais informações, visite science.energy.gov .
Para saber mais, acesse os links acima>
Fonte: FERMILAB / Publicação 10-07-2023
https://news.fnal.gov/2023/07/lbnf-dune-gears-up-for-next-stage-of-construction-in-south-dakota/
Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas” e "Conhecendo a Energia produzida no Sol".
Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
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