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Comienzo del Año Intenacional de la Luz

Galicia brilla en el año de la luz

Las universidades gallegas lideran en Españ las investigaciones industriales del láser y lámparas led

Una imagen de España desde el espacio.

Galicia es toda una referencia en investigaciones relacionadas con el láser y las lámparas led, por lo que tendrá un especial protagonismo en este Año Internacional de la Luz que se inaugura oficialmente el próximo día 19 de enero. La Universidad de Vigo está a la vanguardia de la investigación con el Grupo de Aplicaciones Industriales de los Láseres, que dirige Juan Pou, y con el Máster en Fotónica y Tecnologías del Láser que se imparte en la Facultad de Ciencias del campus Ourense, dirigido por Humberto Michinel. De ambos grupos de trabajo han surgido diversas patentes e incluso una empresa que fabrica lámparas led de bajo coste y bombillas inteligentes.

Las nuevas tecnologías basadas en el láser están revolucionando ámbitos tan diversos como el de la salud, la industria o el ocio, y cada vez están más presentes en el día a día de la sociedad: operaciones para curar la miopía, comunicaciones ópticas, depilación en centros de belleza, soldaduras en la fabricación de coches, impresoras láser, lectura de códigos de barras en los supermercados... Otra muestra de la importancia de las tecnologías relacionadas con la luz ha sido la concesión del premio Nobel de Física 2014 a los científicos japoneses Isamu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura por haber inventado el led azul.

El prestigio de los investigadores gallegos en el ámbito internacional está fuera de toda duda: el catedrático de Óptica Humberto Michinel es el vicepresidente de la International Commission for Optics, mientras que Juan Pou, catedrático de Física Aplicada, es el primer español que forma parte de la directiva del Instituto Americano del Láser.

Y el láser será, sin duda, uno de los protagonistas del Año Internacional de la Luz, lo que tendrá una incidencia positiva en el Máster en Fotónica y Tecnologías del Láser que se imparte en Ourense, común a las tres universidades gallegas. "Nos viene muy bien que se celebre el Año Internacional de la Luz porque llevamos mucho tiempo trabajando con distintas técnicas de la luz, y entre las más importantes están las tecnologías láser", comenta su director, Humberto Michinel, que destaca la potencialidad de esta nueva herramienta en innumerables campos.

Además de las aplicaciones del láser, los trabajos con lámparas led han permitido al propio catedrático ourensano impulsar una fábrica de bombillas que reducen el consumo energético en un 80%. En torno al Máster, que va por su octava promoción, se ha desarrollado un núcleo de investigación que está dando importantes resultados. "Se han nucleado varios grupos en torno a esa disciplina, con la peculiaridad de que están presentes investigadores de las tres universidades gallegas", añade Michinel. Además, también hay jóvenes investigadores gallegos que realizan cursos específicos en otros países, y que acuden "sin ningún tipo de complejos" a realizar la tesis doctoral o a cursos post doc en el extranjero. El máster de Ourense es uno de los tres únicos en su especialidad que se imparten en España, junto con los de Barcelona y Salamanca, y tiene un 87 por ciento de empleabilidad.

Además, las investigaciones en láser y lámparas led han permitido avances sustanciales en los microscopios. "Hasta ahora no se podían ver detalles más pequeños de un cierto tamaño, en torno a la micra -explica Michinel-; y con estas nuevas técnicas se ha ido muy por debajo de la micra, de ahí que se llamen nanoscopios."

Patentes desde Vigo

Juan María Pou Saracho, por su parte, dirige el grupo de investigación en las aplicaciones industriales de los láseres de la Escuela de Ingeniería Industrial de la Universidad de Vigo, que trabaja en cuestiones tan innovadoras como el corte supersónico asistido por láser, la nanotecnología o los implantes óseos tridimensionales. "Utilizamos la luz que emite un láser como herramienta de fabricación y también para la transformación y síntesis de materiales", señala el también director de la Escuela de Ingeniería Industrial.

Cinco son las principales líneas de investigación del grupo. La primera de ellas está relacionada con el corte supersónico asistido por láser, donde han inventado un nuevo concepto de cabezal supersónico que permite su aplicación a materiales vetados hasta ahora como cerámicas, aleaciones especiales o fibra de carbono. Otra de las áreas de investigación está relacionada con el procesamiento de rocas naturales mediante láser, donde el grupo es pionero en el mundo. "Dada la relevancia de este sector extractivo en Galicia, puesto que esta región es la primera del mundo en la extracción y manufacturación de pizarra, consideramos prioritaria esta línea de actuación", refiere Pou Saracho. La técnica del procesamiento mediante láser permite reducir drásticamente la generación de residuos. También investigan el tratamiento de la superficie de placas de granito mediante láser de alta potencia.

Un tercer campo se refiere a los micro-recubrimientos por láser. El grupo ha patentado recientemente una nueva técnica para producir recubrimientos a escala micrométrica a velocidades muy elevadas.

También investigan en Vigo las aplicaciones del láser en nanotecnología. El grupo que dirige Pou Saracho ha inventado y patentado una técnica para la producción de fibras de tamaño nanométrico. Esta técnica, que el grupo ha denominado "Laser spinning", permite producir nanofibras muy largas, a elevadas velocidades de producción y en condiciones atmosféricas normales. Otra de las líneas es la aplicación en nanopartículas de fosfato cálcico para aplicaciones biomédicas y nanopartículas metálicas para aplicaciones en una nueva generación de placas fotovoltáicas más eficientes.

Por otra parte, el grupo lleva ya varios años trabajando en la aplicación de la tecnología láser en la fabricación de implantes óseos funcionales. Esta técnica permite obtener implantes tridimensionales para su utilización en la reparación de defectos óseos craneales.

Bombillas inteligentes

El catedrático Humberto Michinel y el profesor Ricardo Bendaña, ambos de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Vigo, están detrás de Illumnia, la primera empresa de base tecnológica del campus de Ourense, que se dedica a fabricar y comercializar una lámpara led de bajo coste. La nueva bombilla, que permite un ahorro energético del 80%, ha superado los test de prueba y cuenta con el certificado de la CE. No sólo pretenden fabricar bombillas que ahorren, sino también regular la iluminación en edificios de oficinas; se trata de detectar automáticamente si hay un exceso de iluminación. "La idea sería ir hacia una bombilla totalmente inteligente, una bombilla que lleva un sensor que le informa de la cantidad de luz que hay y autorregula su intensidad. Si es de día y entra luz exterior, la bombilla bajaría automáticamente la intensidad hasta ajustarse a la luz que sea necesaria", explica Michinel.

Mantienen la idea inicial de ofrecer sus servicios a los ayuntamientos para que ahorren costes en el alumbrado público, pues la novedad de su producto es el bajo coste de las led que fabrican. "Lo que importa no es tanto el coste en sí mismo de la bombilla -explican- sino cuánto tiempo tardas en recuperar la inversión. En nuestro caso se trata de bombillas que tienen una duración de unos doce años y el tiempo de retorno de la inversión es sólo de año y medio".

Microóptica y salud

El grupo de "Microóptica y Optica GRIN" de la Universidade de Santiago de Compostela, que coordina Maite Flores Arias, está desarrollando diferentes aplicaciones en el ámbito de la fotónica y de la luz. Los elementos fotónicos fabricados con láser por este grupo son, entre otros, guías de luz (dibujando caminos en los que atrapar la luz sobre diferentes materiales), redes de difracción, conformadores de haz (que permiten modelar la forma de un haz luz), microlentes (utilizadas en muchos instrumentos de imagen, móviles, etc) y microcanales (en los que se pueden estudiar comportamientos microfluidicos con aplicaciones en la detección de células tumorales, entre otras).

Recientemente, este grupo de investigación ha empezado a participar junto con investigadores en Física Nuclear, en Física Médica y personal del Centro Singular de Investigación en Tecnologías de la Información, en una ayuda europea para la creación de una plataforma de I+D+i cuyo principal objetivo será la producción de radiotrazadores de vida media corta con un acelerador láser compacto y autoblindado. "Estos radiotrazadores -explica Maite Flores- se podrán utilizar en imagen PET (tomografía por emisión de positrones). El láser que tendrá la plataforma LaserPET será un equipo de 45TW con pulsos de duración de unos pocos femtosegundos, lo que permitirá obtener energías muy elevadas durante breves instantes de tiempo, provocando campos de aceleración muy intensos en unos pocos micrómetros en lugar de en muchos kilómetros, como sucede en los aceleradores convencionales".

Además, la plataforma ofrecerá otras aplicaciones basadas en la tecnología láser de femtosegundos para el ámbito tanto investigador como industrial: tratamiento de superficies, materiales nanoestructurados etc. Sus primeras aplicaciones irán dirigidas a sectores como el de la Nanotecnolgía, la Salud -con investigación preclínica de desarrollo de fármacos-, las aplicaciones industriales y la Fotónica.

Contaminación lumínica

En el Área de Óptica de la Universidad de Santiago trabajan, entre otros asuntos, en el estudio de la contaminación lumínica. Como señala el director de las investigaciones, Salvador Bará Viñas, "desenvolvemos investigacións encamiñadas a coñecer mellor como se propaga a Contaminación Lumínica a traverso da atmosfera, como contribúen as luces das cidades e vilas a incrementar o brillo do ceo en lugares moi alonxados delas e que efectos ten este novo tipo de contaminación".

Añade Bará que iluminar la noche "é necesario para a vida das nosas sociedades, pero se non se fai correctamente ten un prezo elevado: desbaldimento enerxético, incremento do brillo do ceo coa consecuente perda da visión das estrelas, disrupción dos ecosistemas nocturnos, alteracións dos ritmos fisiolóxicos das persoas... ". Añade este investigador que, en contra de lo que se cree habitualmente, "as Ciencias da Visión revélannos que un exceso de iluminación non nos axuda a ver mellor senón todo o contrario", y además tiene graves consecuencias para la vida del planeta, al alterar los ciclos estables de luz y oscuridad. Alerta en concreto "sobre os efectos que pode ter a longo prazo a tan extendida moda de instalar LEDs dunha cor branca moi agresiva, pois cando se usan pola noite interfiren negativamente con determinados ciclos fisiolóxicos, ademais de resultaren visualmente pouco agradables".

Metrología en Peritos

En la Universidad de Vigo, Benito Vázquez-Dorrío, director de la Escuela de Minas, investiga sobre aplicaciones de los láseres en metrología. La Metrología es la ciencia encargada de la verificación y normalización de los patrones y unidades de medida, y supone en la UE una inversión anual equivalente de más de un 1% del PIB, con un retorno económico equivalente entre el 2 % y el 7% del PIB.

Miembros del Grupo de Metrología Óptica y del Grupo de Óptica Aplicada y Computacional de la Universidad de Vigo colaboran con personal del Laboratorio de Metrología Óptica de Galicia en la creación de un sistema interferométrico para la medida de Bloques Patrón, pequeñas piezas metálicas o cerámicas que se corresponden con las fracciones más exactas de la unidad básica de longitud (el metro). "Se trata de elementos singulares e imprescindibles -explica Vázquez Dorrío- que se emplean rutinariamente en cualquier industria (Citroën, Indugasa,...) para comprobar maquinaria y deben ser calibrados periódicamente para dar trazabilidad a los procesos".

El sistema en desarrollo en la Universidad de Vigo incluye, entre otras novedades, el empleo de diodos láseres que tengan una longitud de onda estable de una centésima de partes por millón, "algo así como intentar medir la distancia entre Vigo y Ourense con un error de 1 milímetro", añade Vázquez-Dorrío.

Láser en Ferrol

Por su parte, el Grupo de Aplicaciones Industriales del Láser de Ferrol tiene entre sus líneas de investigación el análisis elemental de materiales, las aplicaciones ópticas orientadas a los ensayos no destructivos, los procesos de fabricación industrial con láser y los procesos de tratamiento mediante ablación láser.

Como señala Armando Yáñez Casal, director del laboratorio, "destaca la aplicación del láser en el análisis de depósitos en tubos de caldera, de carbones, la detección de inquemados en cenizas volantes y el control de calidad de capas de pintura". Otra línea de investigación está dedicada a la técnica denominada laser cladding, un proceso en el que uno o varios materiales o compuestos en forma de partículas de polvo de varias decenas de micras son enviadas sobre un sustrato metálico. Esta metodología "permite la síntesis de materiales y geometrías que no son conseguibles mediante otras técnicas", añade Yáñez.

Una tercera línea de estudio está relacionada con la ablación láser y su objetivo es la eliminación controlada de costra biológica, graffiti y otros contaminantes sobre rocas graníticas.

Los actos comienzan el día 19 en la "Ciudad de la luz"

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