300.000 euros y un contrato predoctoral para los próximos tres años. Es el impulso que recibirán los grupos de investigación de Física del campus de Ourense para desarrollar tres proyectos hasta 2023. Las tres propuestas presentadas por EPhysLab, Ingeniería Física y Termofísica Molecular a la convocatoria de I+D+i del Ministerio de Ciencia e Innovación han obtenido el informe favorable de la comisión evaluadora, que ha determinado que son proyectos sólidos, viables y con impacto científico.
Esta inyección económica permitirá potenciar líneas de investigación muy consolidadas en el campus ourensano y en las que este grupo de físicos, todos ellos docentes en la Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio y la Facultad de Ciencias de Ourense, ha obtenido buenos resultados y repercusión internacional en los últimos años: el diseño de dispositivos para la captación de la energía de las olas, las teorías sobre la luz líquida y la termodinámica anómala del agua.
La energía de las olas
Alejandro Cabrera Crespo y María Teresa de Castro, ambos profesores del área de Física de la Tierra, e integrantes del grupo EPhysLab, son los investigadores principales del proyecto Surviwec, centrado en la energía undimotriz. Esta propuesta ha conseguido la mayor cuantía: 181.500 euros y un contrato predoctoral para un período de ejecución de tres años. Al equipo investigador se ha unido también el catedrático Moncho Gómez Gesteira.
Este proyecto tiene por objetivo avanzar en el diseño de dispositivos de captación de la energía que generan las olas, un campo que, explica Cabrera Crespo, “se encuentra aun en una fase temprana de desarrollo”. El potencial de las olas puede cubrir gran parte de las necesidades energéticas de la sociedad, sostiene, por eso “es necesario aumentar la eficiencia y reducir los costes de esta tecnología, lo que le permitiría un mayor reconocimiento industrial como fuente de energía alternativa”.
La contribución de este grupo consiste en desarrollar y validar una herramienta numérica que será empleada para estudiar la supervivencia de diferentes dispositivos del tipo absorbedor puntual bajo condiciones extremas de oleaje. Para ello, los investigadores usarán el código DualSPHysics desarrollado por la UVigo en colaboración con otras entidades. La nueva versión del modelo, apunta Alejandro Cabrera, “permitirá asistir a los diseñadores en los estudios de supervivencia bajo estados extremos del mar presentes y futuros”.
Autoorganización en sistemas biológicos
La Agencia estatal de investigación también ha considerado la relevancia de la propuestas presentada por el grupo de Termofísica, centrada en el estudio de los procesos de agregación molecular. El proyecto recibe 48.000 euros y se desarrolla en coordinación con otro que lidera el Instituto de Química Física Rocasolano del CSIC, en Madrid.
Los físicos ourensanos Jacobo Troncoso, Claudio Cerdeiriña y Diego González intentan profundizar en la forma en la que la materia se autoorganiza. Una investigación con implicaciones en el ámbito de la biología en la que la física tiene mucho que aportar y que este grupo abordará con experimentos, simulaciones y teoría. “Es el segundo principio de la Termodinamica el que dicta cuando la materia se autoorganiza”, explica Jacobo Troncoso, investigador principal. “Eso tiene que ver con consideraciones sobre dos propiedades fundamentales, energía y entropía, que a su vez dependen de las condiciones de temperatura y presión. Un aspecto importante de esto es que el efecto de la temperatura y la presión se manifiesta a través del agua líquida, que es el medio en el que se desarrolla todo. Y aquí entra en juego la termodinámica anómala del agua, que además de su punto crítico líquido-líquido involucra comportamientos inusuales con respecto a temperatura y presión”.
Tecnologías cuánticas
La propuesta liderada por Humberto Michinel y Ángel Paredes, del grupo de Ingeniería Física, se enmarca en el ámbito de las tecnologías cuánticas y tiene por objeto estudiar aplicaciones de sistemas llamados ‘Schrödinger no lineal’. Obtuvo una aportación de 48.400 euros para desarrollar un proyecto en el que participan también los profesores Begoña Cid y Daniele Tommasini.
Paredes explica que este proyecto pretende profundizar en una línea de trabajo muy consolidada en este grupo con origen en las teorías sobre la luz líquida desarrolladas hace algunos años, y que relacionó propiedades de los fotones con los sistemas superfluidos, explorando nuevos fenómenos físicos y encontrando analogías entre sistemas muy distintos. “Una de las actividades a realizar es la simulación y análisis teórico de las propiedades de las denominadas gotas cuánticas, un nuevo estado de la materia que ha sido creado recientemente empleando mezclas de átomos enfriados con láseres hasta temperaturas cercanas al cero absoluto”, apunta el investigador. Es en este punto, señala, “donde las propiedades cuánticas emergen al mundo macroscópico, dando lugar a un nuevo estado de la materia similar a gotas de un superfluido”.
Las posibilidades de manipulación y control mediante láseres de estados cuánticos, concluye, “ha abierto puertas a numerosas tecnologías, algunas de ellas de reciente popularización como son la computación y las comunicaciones cuánticas, y otras menos conocidas pero igualmente de enorme futuro como los sensores cuánticos ultraprecisos o nuevos materiales de propiedades asombrosas”.
Una investigación con conexión internacional
El grupo de Termofísica Molecular trabaja con una amplia colaboración externa. La parte experimental de su proyecto corre a cargo de Jacobo Troncoso, con Aida Jover (campus de Lugo), Patricia Losada (Universidad Libre de Bruselas) y Miguel Costas (Universidad Nacional Autónoma de México) como colaboradores. Las simulaciones que realizará Diego González serán contrastadas con experimentos y desarrollo teórico en estrecha colaboración con Kenichiro Koga (Universidad de Okayama, Japón). “Entre todos esperamos obtener a finales de 2023 respuestas concretas que amplíen el conocimiento humano de los procesos de autoorganización en sistemas biológicos”, destaca Troncoso.
Un referente en el campo de las gotas cuánticas
Desde el grupo de Ingeniería Física destacan que el estudio de las denominadas ‘gotas cuánticas’ está suscitando un enorme interés. Uno de los objetivos del proyecto que desarrollarán hasta 2023 es, precisamente, conseguir que el campus de Ourense “se convierta en un referente en este campo”, señala el investigador Ángel Paredes. El reto es “comprender la física de este tipo de sistemas y formular modelos que expliquen las sutilezas de su desconcertante comportamiento y permitan diseñar nuevas aplicaciones empleando novedosas técnicas como la inteligencia artificial para generar nuevas herramientas de cálculo útiles en este tipo de problemas”.
Aparatos más fiables para la energía undimotriz
El oleaje oceánico es uno de los recursos energéticos renovables con mayor potencial del planeta, sin embargo, no es fácil capturar toda esa energía. Diseñar dispositivos que logren un mayor aprovechamiento es uno de los retos en los que el campus de Ourense, a través del equipo de investigadores del departamento de Física Aplicada, lleva años colaborando. Alejandro Cabrera explica que el éxito del proyecto en el que su grupo trabajará los próximos años con apoyo económico estatal “podría llevar a actualizar y mejorar las directrices actuales para el diseño de dispositivos de energía de las olas y alcanzar diseños de aparatos más fiables y competitivos”.
