Qué comprobar antes de fijarse en que la cámara es de gran superficie
En los equipos de fabricación de semiconductores, una persona puede tener que introducir parte del cuerpo o entrar por completo en una cámara de proceso de gran superficie para limpiarla, retirar residuos, sustituir componentes o realizar una inspección interna. Sin embargo, una cámara no se convierte automáticamente en un espacio confinado por el mero hecho de ser grande ni, a la inversa, en un espacio de trabajo ordinario porque su puerta sea ancha. Las limitaciones del acceso, una estructura no concebida para la permanencia de personas, las deficiencias de la ventilación natural y la posibilidad de deficiencia de oxígeno, gases peligrosos, incendio o explosión deben evaluarse según el equipo y las condiciones reales de trabajo. Los primeros criterios que deben seguirse son el inventario de espacios confinados del centro, la evaluación de riesgos, el procedimiento de mantenimiento del fabricante, la información sobre sustancias químicas y el procedimiento de autorización de entrada.
Este artículo no es un permiso de trabajo que sustituya al procedimiento del lugar. Las concentraciones admisibles, las sustancias que deben medirse, las condiciones de purga, los equipos de protección y el método de rescate para cada cámara varían según los gases de proceso y sus subproductos, la estructura del equipo, la normativa coreana y los criterios del centro. Si el programa del centro prohíbe la entrada o exige un equipo de rescate especializado, debe respetarse esa decisión. No se deben desactivar los enclavamientos por comodidad ni entrar basándose únicamente en la indicación `purge complete` de la pantalla utilizada durante la producción normal.
Las orientaciones de la OSHA para la fabricación de semiconductores presentan la automatización y el confinamiento del proceso, el LOTO, la detección continua de gases, el corte automático de gases y la extracción y el tratamiento como medidas representativas de reducción del riesgo. Esto muestra que la seguridad al entrar en una cámara no depende de una única lectura de un detector portátil, sino de un sistema en el que los controles de diseño y los controles de trabajo están conectados.
Paso 1: delimite primero el alcance del trabajo y las sustancias peligrosas
La persona responsable de la medición no debe limitarse a comprobar el nombre del equipo: debe trazar los límites que alcanza el trabajo. Hay que comprobar las conexiones entre el cuerpo de la cámara, el load lock, las líneas de gas aguas arriba, la bomba de vacío aguas abajo, el depurador, el conducto de extracción, el agua de refrigeración, los productos químicos de limpieza y los módulos adyacentes. También deben incluirse en la lista la receta anterior y el último gas introducido, los gases de limpieza y purga, los subproductos de reacción y los disolventes o adhesivos que se utilizarán durante el mantenimiento. En el grabado en seco de semiconductores pueden utilizarse o generarse gases reactivos fluorados y clorados y productos volátiles; por ello, no debe suponerse que bastan los cuatro sensores habituales de oxígeno, gases inflamables, monóxido de carbono y sulfuro de hidrógeno.
El plan de medición debe especificar lo siguiente:
Los límites del espacio al que se va a entrar y de los espacios adyacentes conectados
El proceso anterior, los gases residuales previstos y los subproductos de reacción
Los parámetros que deben medirse, como el oxígeno, la atmósfera inflamable y los gases tóxicos específicos del proceso
Los criterios de autorización de entrada y los valores de ajuste de las alarmas para cada parámetro
Los puntos de medición, la secuencia, el tiempo de muestreo y las condiciones para repetir la medición
Los criterios de salida inmediata en caso de parada de la ventilación, pérdida de alimentación eléctrica o activación de una alarma
El sistema de contacto entre la persona que entra, quien realiza la medición, la persona responsable del trabajo, el vigilante y el equipo de rescate
Si la lista de sustancias contiene alguna a la que no responda el sensor del detector, debe definirse otro método, como tubos detectores, un sensor específico de gas o la toma de muestras para un laboratorio de análisis. También deben consultarse los datos del fabricante sobre la sensibilidad cruzada, el envenenamiento del sensor y los efectos de la humedad y la presión. «No se ha medido» no equivale a «no existe». Lo esencial es haber medido con un método capaz de detectar esa sustancia.
Paso 2: una vez concluidos el aislamiento y el LOTO, verifique el estado de energía cero
La medición de la atmósfera no sustituye al aislamiento de las energías. Primero se debe detener el equipo según el método establecido e identificar, bloquear, enclavar y señalizar todas las fuentes de energía peligrosa. Esto incluye no solo la electricidad y la energía de RF, sino también el vacío, el aire comprimido, los gases de proceso, el nitrógeno, el agua de refrigeración, los accionamientos hidráulicos y neumáticos, los calentadores, los condensadores, los resortes y las puertas o elevadores que se mueven por gravedad. También hay que comprobar si los equipos adyacentes conectados pueden volver a suministrar energía o sustancias al interior de la cámara.
El procedimiento LOTO de la OSHA establece una secuencia de preparación para la parada, parada del equipo, aislamiento de las fuentes de energía, aplicación del bloqueo y la señalización, eliminación de la energía residual y verificación del aislamiento. En el lugar de trabajo no basta con mirar una indicación de válvula cerrada; cuando sea posible, deben aplicarse los métodos aprobados para cada equipo, como una brida ciega, el doble bloqueo y purga o la separación física. El vacío debe devolverse de forma segura a la presión atmosférica, la presión debe liberarse y las partes calientes deben enfriarse hasta la temperatura permitida. En el caso de la energía eléctrica almacenada, debe respetarse el tiempo de espera establecido para la descarga y verificarse la ausencia de tensión.
El nitrógeno de purga tampoco es una excepción. Durante la purga, la vía de suministro necesaria debe gestionarse conforme al procedimiento; una vez finalizada y antes de que entre una persona, el estado de aislamiento debe cambiarse y verificarse de acuerdo con las condiciones de entrada para impedir que siga entrando nitrógeno y desplace el oxígeno. El permiso de trabajo debe indicar en qué posición se coloca cada válvula y compuerta, así como quién aplica y retira los bloqueos. Si se trata de un LOTO de grupo, deben respetarse los principios de bloqueo individual y relevo de cada participante.
Paso 3: confirme con valores medidos que la purga ha concluido
Calcular el tiempo de purga o el número de renovaciones es un punto de partida, no una autorización de entrada. El volumen real de la cámara, los deflectores y útiles internos, la ubicación de la entrada y la salida de gas, las fugas y el rendimiento de la extracción pueden dejar zonas estancadas. Por tanto, después de realizar la purga y la ventilación establecidas, hay que comprobar la atmósfera residual mediante muestreo remoto desde un lugar seguro situado fuera de la abertura. Introducir la cara o la parte superior del cuerpo en la cámara para acercar el detector puede constituir ya una entrada.
La verificación de la purga debe responder a las siguientes preguntas:
¿Ha terminado sin errores la secuencia normal de purga?
¿Se han verificado sobre el terreno el corte del suministro de gas y la vía de extracción?
¿Están los resultados de la medición portátil dentro de los criterios de autorización de entrada?
¿Se han medido todas las sustancias objetivo específicas del proceso?
¿Representan las mediciones también los posibles puntos de estancamiento y la zona respiratoria real del trabajador?
¿Se mantienen las condiciones tras una interrupción de la ventilación o la alteración de los residuos?
En una evaluación de campo de NIOSH relacionada con los semiconductores se detectaron a lo largo del tiempo señales asociadas al hidrógeno, al monóxido de carbono, al dióxido de carbono y al silano dentro de un recipiente cerrado que contenía filtros usados. Este caso no permite predecir la concentración en una cámara concreta, pero advierte de que incluso los materiales cuyo proceso ha terminado o que ya están en fase de eliminación pueden volver a modificar la atmósfera mediante reacciones posteriores y desgasificación. Por eso, un único valor normal justo después de la purga no puede garantizar la seguridad durante todo un trabajo de mantenimiento prolongado.
Paso 4: compruebe el estado del instrumento y el retardo del muestreo
El instrumento de medición debe ser adecuado para los gases objetivo y el intervalo de concentración previsto, y debe cumplir el ciclo de calibración definido por el procedimiento del centro. Antes de utilizarlo, hay que revisar su estado exterior, la batería, la fecha de caducidad de los sensores, el filtro, la bomba y las posibles obstrucciones o fugas de la manguera, y realizar una prueba funcional siguiendo las instrucciones del fabricante. La prueba funcional verifica que el sensor y la alarma responden al gas; no es lo mismo que una calibración, que ajusta la exactitud. Un instrumento que no supere la prueba no debe utilizarse y debe calibrarse o repararse conforme al procedimiento establecido.
Una manguera de muestreo larga aumenta el tiempo que tarda el aire en llegar al sensor. Al tiempo de transporte calculado a partir de la longitud de la manguera y el caudal de la bomba debe sumarse el tiempo de respuesta del sensor; en cada punto hay que esperar al menos ese tiempo hasta obtener una lectura estable. También debe comprobarse si el material de la manguera adsorbe la sustancia objetivo o reacciona con ella. Entre un punto y otro, la manguera debe purgarse suficientemente para evitar que el aire del primer punto permanezca en ella y distorsione la siguiente lectura. En el permiso deben registrarse la concentración real, la hora de medición, la ubicación, el número del instrumento, la persona que realizó la medición y el estado de la ventilación.
La OSHA distingue entre la evaluación de los peligros y la verificación de las condiciones de entrada como objetivos de la medición atmosférica, y explica que los resultados deben anotarse como valores reales junto a los criterios del permiso. Si solo se escribe «normal» o «sin anomalías», resulta difícil valorar la tendencia y la proximidad a los valores límite.
Paso 5: mida a distancia las zonas superior, media e inferior y los puntos ciegos
Una sola medición difícilmente puede representar una cámara de gran superficie. La densidad relativa de los gases influye en su distribución, pero las diferencias de temperatura, la ventilación forzada, las estructuras internas, la ubicación de las fugas, el calor de reacción y los movimientos durante el trabajo también producen estratificación y concentraciones locales elevadas. Por eso, los puntos de medición no deben reducirse a la frase «los gases pesados abajo y los ligeros arriba». Como mínimo, hay que medir las zonas superior, media e inferior y añadir posibles puntos de estancamiento, como detrás de los deflectores, en huecos del suelo, en el lado opuesto a la extracción, alrededor de la entrada de gas, en la conexión de la bomba y en los lugares donde permanecerá el trabajador.
El recorrido recomendado comienza por el punto más cercano desde fuera de la abertura y se amplía hacia el interior siguiendo una cuadrícula planificada. En entradas verticales o espacios donde pueda haber estratificación, se examinan progresivamente la zona situada delante en la dirección de avance y ambos lados. El apéndice B de la OSHA indica que, en atmósferas potencialmente estratificadas, debe analizarse la atmósfera aproximadamente 1,22 metros por delante en la dirección del desplazamiento y a ambos lados, y que la velocidad de entrada debe reducirse de acuerdo con la velocidad de muestreo de la sonda y el tiempo de respuesta del instrumento. En una cámara de gran superficie, este principio debe convertirse en un plan de puntos más denso y adaptado a la geometría del equipo.
El orden de medición es oxígeno, gases y vapores inflamables y, por último, sustancias tóxicas. La razón es que, cuando hay poco oxígeno, las lecturas de algunos sensores de gases inflamables pueden ser poco fiables y el riesgo de incendio o explosión es inmediato. Sin embargo, que un primer sensor indique un valor normal no significa que pueda omitirse la preparación de los demás. Todos los parámetros objetivo deben cumplir los criterios del permiso, y las sustancias tóxicas específicas del proceso deben evaluarse de acuerdo con sus propiedades y su método de medición. Un valor normal de oxígeno no significa por sí solo que la atmósfera sea segura.
Paso 6: vuelva a comprobar las condiciones con la ventilación en marcha y realice una vigilancia continua tras la entrada
Aunque la medición remota previa sea aceptable, el trabajo real puede cambiar la atmósfera. Raspar residuos o desmontar componentes puede liberar sustancias atrapadas, y el uso de productos de limpieza, la soldadura, el pegado o el calentamiento pueden generar nuevos vapores y gases. Las condiciones también cambian si el cuerpo del trabajador o una herramienta bloquean el conducto de ventilación o si el extractor pierde la alimentación eléctrica. Por ello, debe repetirse la medición con la configuración de ventilación definida por el procedimiento de autorización del centro y adoptarse como principio la vigilancia continua durante la entrada.
El monitor continuo debe colocarse en la zona respiratoria real del trabajador o en el punto donde el peligro aparecería primero. En espacios de gran superficie pueden combinarse detectores personales con detectores de zona fijos o portátiles para captar tanto los cambios locales como los generales. Deben comprobarse la indicación remota visible para el vigilante exterior y las alarmas acústicas, visuales y vibratorias. También deben definirse previamente el intervalo de registro de datos, la respuesta en el nivel de prealarma, la indicación de que se ha superado el intervalo del sensor y las medidas que deben tomarse si se pierde la comunicación.
En las siguientes situaciones, hay que detener inmediatamente el trabajo, salir por una ruta segura que no dependa de la energía y volver a evaluar el permiso:
El oxígeno, los parámetros inflamables o los tóxicos se salen de los criterios del permiso, o la tendencia cambia bruscamente
Avería del detector, parada de la bomba, superación del intervalo del sensor o pérdida de comunicación
Interrupción de la ventilación forzada, anomalía de la extracción u olor, neblina o fuga inesperados
Cambio en el contenido del trabajo, las sustancias utilizadas, el número de personas que entran o el estado del aislamiento
La persona que ha entrado presenta mareo, dolor de cabeza, irritación, disminución del juicio u otro síntoma anómalo
Tras una alarma, no se debe volver a entrar de inmediato solo porque la ventilación haya restablecido los valores. Hay que identificar la causa, revisar el aislamiento y el plan de medición y seguir el procedimiento del centro para decidir si el permiso existente se cancela o se expide de nuevo.
Paso 7: el permiso solo es válido cuando el vigilante está preparado y se han completado los preparativos de rescate
El vigilante no es un simple encargado de anotar datos. Debe conocer la lista y la ubicación de las personas que han entrado, mantener la comunicación, vigilar las condiciones internas y externas y los valores de gas, ordenar la salida en caso de anomalía y activar el sistema de emergencia. No deben asignársele además tareas como apoyo a la producción o transporte de materiales que puedan distraer su atención. En la abertura deben instalarse controles y señales de advertencia para impedir el acceso no autorizado y, en los cambios de turno, deben transmitirse claramente el personal presente, los valores medidos, el aislamiento y el estado del permiso.
El plan de rescate no puede limitarse a una línea que diga «llamar al 119». A partir del tamaño y la orientación de la abertura de la cámara, los obstáculos internos, los equipos de protección de la persona que entra, las sustancias peligrosas previstas y el tiempo de llegada del equipo de rescate, deben determinarse la viabilidad de un rescate sin entrada y los equipos de recuperación necesarios. Hay que comprobar si el equipo de rescate o el servicio externo dispone realmente de la capacidad y la rapidez necesarias para rescatar a alguien en esa cámara, y probar los medios de contacto y la ruta de acceso. Aunque se disponga de equipos de rescate, estos no serán eficaces si no pueden conectarse al trabajador o quedan enganchados en estructuras internas.
NIOSH advierte de accidentes recurrentes en los que compañeros sin formación intentan un rescate y también se desploman. El vigilante no debe improvisar una entrada en la cámara. El rescate con entrada solo puede ser realizado por personal que cuente con formación, protección respiratoria adecuada, instrumentos de medición, equipos de rescate y una estructura de mando. Antes del trabajo también debe comprobarse que el método previsto de recuperación sin entrada hasta que llegue el equipo de rescate no genere, por el contrario, riesgos de enganche o compresión para la persona que ha entrado.
Comprobación de 10 preguntas antes de la aprobación final
¿Se han confirmado mediante la evaluación de riesgos más reciente la condición de espacio confinado y la categoría de permiso de esta cámara?
¿Se han enumerado el último gas de proceso, los subproductos, los productos de limpieza y también los peligros de los equipos adyacentes?
¿Se han sometido a LOTO y verificado la electricidad, la RF, el calor, el vacío, la presión, los gases, los accionamientos y las energías residuales?
¿Se ha comprobado la atmósfera residual mediante concentraciones reales en varios puntos, y no mediante la indicación de purga concluida?
¿Puede el detector identificar todas las sustancias objetivo y son válidos sus estados de prueba funcional y calibración?
¿Se han tenido en cuenta el tiempo de transporte por la manguera y el tiempo de respuesta del sensor, esperando lo suficiente en cada punto?
¿Se han medido las zonas superior, media e inferior, la zona respiratoria del trabajador, las zonas de estancamiento y las conexiones?
¿Están preparados la vigilancia continua durante el trabajo, el mantenimiento de la ventilación y los criterios de salida inmediata en caso de alarma?
¿Están preparados el vigilante dedicado, la comunicación, el control de las personas que entran y el relevo de turno?
¿Se han comprobado la capacidad, el tiempo de llegada y los equipos del equipo de rescate, y se ha practicado en las condiciones reales de la cámara?
Lo esencial de la entrada en una cámara de gran superficie no es obtener una sola cifra satisfactoria. Consiste en aislar primero las fuentes de peligro, verificar el resultado de la purga en todo el espacio, vigilar continuamente los cambios durante el trabajo y preparar un sistema de rescate que, si algo falla, no exponga a más personas al peligro. Si no se ha confirmado cualquiera de estos eslabones, el procedimiento de medición no está completo y la autorización de entrada debe permanecer suspendida.