Después de tres años de tramitación académicos del Departamento de Física obtuvieron una de las diez patentes concedidas a nuestra Universidad

Ranking de Propiedad Intelectual elaborado por INAPI ubica a la Casa de Estudios dentro de los 3 más destacados a nivel nacional.

Los investigadores de nuestro Departamento de Física, Patricio Häberle y Christian Orellana, fueron quienes obtuvieron una de las patentes otorgadas este año por su “Método y Sistema para producir grafeno”.  La propuesta es una variante novedosa respecto de los  métodos  actualmente en uso para sintetizar este novedoso material.
Pero qué significa y para qué sirve, nos cuentan Patricio y Christian un poco más sobre esta nueva patente registrada para la Universidad.

-¿En qué consiste esto?

-La patente de invención se refiere a un nuevo método de crecimiento de grafeno basado en la deposición de vapores químicos  (CVD). Esta patente de invención se ha incorporado al programa  PCT (Patent Cooperation Treaty) lo cual  implica  que puede protegerse no sólo en Chile, sino también a nivel  mundial.

El grafeno es un material bidimensional, está formado por una mono capa de átomos de carbono, que se ordenan formando una estructura tipo panal de abeja. Fue aislado por primera vez en el año 2004 y los que primero midieron sus propiedades obtuvieron el premio Nobel de Física en el 2010. Desde entonces ha llamado enormemente la atención por sus excepcionales propiedades físicas. Por ejemplo,  es un material muy liviano y a la vez resistente y flexible, es un muy buen conductor del calor, superando incluso al diamante.  Los portadores de carga en él, se mueven 100 veces más rápido de lo que lo hacen en silicio, ello hace interesante al grafeno para aplicaciones en microelectrónica. A diferencia de otros buenos conductores de corriente eléctrica, es también prácticamente trasparente a la luz visible, lo que abre nuevas posibilidades para su uso en optoelectrónica.

-¿Cuál es su aplicación?

-Aplicando los principios de nuestra invención, se pueden diseñar sistemas de crecimiento de grafeno por CVD de tamaño muy reducido, ya que en este caso no se necesitan de voluminosos sistemas de vacío, reduciendo así ostensiblemente el costo.  La síntesis se logra en un número reducido de pasos,  haciendo muy sencilla su automatización y, por lo tanto, no se requiere de personal especializado para supervisar su formación. Por otro lado, se reducen los costos de insumos,  ya que no se  necesita adicionar hidrógeno gaseoso en ninguna parte del proceso, como es el caso usual en la síntesis de grafeno. Esta característica contribuye además a la seguridad del dispositivo propuesto.

-¿Cómo nació la idea?

-La tecnología nace de los resultados de la tesis doctoral de Cristian Orellana, en temas de física de la materia condensada, relacionados al estudio de métodos alternativos de crecimiento de grafeno para posibles aplicaciones en procesos mineros. El financiamiento para este trabajo provino del programa FONDEF a través del proyecto N° D11I1226.

El nuevo método opera en condiciones de cámara abierta, y a diferencia de los métodos tradicionales de síntesis, se realiza en una sóla etapa.  Esto es, la reducción del sustrato de cobre ocurre como parte del proceso de crecimiento.  La configuración del sistema es simplemente dos láminas de cobre paralelas contenidas en una cámara de vidrio y separadas entre sí por unos pocos milímetros. En ellas se descompone el metano (CH4), cuando las láminas son calentadas vía inducción electromagnética a una temperatura cercana a los 1000 °C. De las especies producidas en la descomposición del metano, el hidrógeno aumenta su concentración relativa, en la zona entre las láminas, debido al fenómeno de termo-difusión o efecto Soret. Este efecto, hace que las especies más livianas se concentren en las zonas más calientes. De esta forma, el hidrógeno, subproducto de la descomposición del metano, se encuentra en cantidades suficientes para reducir el óxido de la superficie del cobre e inhibir la acción nociva para la síntesis de las especies oxidativas.  Es así que  se logra  el crecimiento de grafeno, sobre las caras internas de estas láminas de cobre.  Esperamos que esta innovación se transforme en una alternativa barata y sencilla para la producción de grafeno a nivel industrial.

-¿Cuánto tiempo les tomó?

-No  fue un tiempo corto, después de obtener los resultados experimentales de la tesis doctoral, que tomó cerca de tres años, observamos el potencial del nuevo método. Realizamos una primera  búsqueda del estado del arte y posteriormente efectuamos una declaración de invención en la oficina de transferencia tecnológica (OTTL) de la universidad. Un perito estudió la declaración, analizando el grado de novedad e impacto de la tecnología propuesta. Finalmente, después de algunos meses, se redactó un informe recomendando patentar la tecnología.

Posteriormente se procedió a redactar la solicitud formal de patente, la cual fue enviada a INAPI (Instituto Nacional de Propiedad Industrial) en julio del 2016.  INAPI inicia su propia investigación, realizando nuevas búsquedas.  La patente fue finalmente concedida en el año 2019.

-¿Qué implicancia tiene?

-Especular sobre las implicancias de esta tecnología en este instante, es un poco prematuro,  sin embargo podemos adelantar  que es posible construir sistemas de CVD de bajo  costo y  fácil uso.  Con ello  se reduce la barrera de entrada de muchos centros de investigación para poder iniciar estudios de las diversas aplicaciones del grafeno.  La Figura 1 muestra varias imágenes relativas a la invención.

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Figura1.   a) Esquema  de la invención  WO 2018/014143 AL.  b) Diagrama  del prototipo construído (C. Orellana et al, AIP Advances 7(8):085301, 2017, doi:10.1063/1.4985751).  c) Concepción artística de como se vería el nuevo sistema de síntesis en su versión de sobremesa.

Christian Orellana Gómez

Dr. en  Física de  la Universidad Técnica Federico Santa maría, su área de investigación es física de materia condensada experimental específicamente en la síntesis de grafeno. Ha publicado artículos en revistas internacionales y tiene patentes concedidas como solicitadas.  Ejerce  la  docencia universitaria y está  vinculado a la investigación en los laboratorios de la UTFSM.

Patricio Häberle Tapia

Dr. en Física de la Universidad de Pennsylvania, profesor del departamento de Física desde el año 1989. Su área de especialización es Física de materia condensada experimental. Ha sido director de proyectos de investigación básica, de ciencia aplicada y de desarrollo de programas de doctorado en Física en el país.

Coronavirus no detiene iniciativa Pascua en Placeres

Este año se realizó la donación de cuatro computadores a hogares ubicados en el cerro que alberga la Casa Central de nuestra Universidad

Como una forma de ayudar a quienes más lo necesitan y que además son vecinos de nuestra Universidad, es que hace unos años, de la mano de la profesora Zdenka Barticevic (Q.E.P.D.), nació “Pascua en Placeres”, iniciativa que va en ayuda de los hogares que alberga el Cerro Los Placeres: el Hogar de Niñas Santa Teresita de Lisieux y el Hogar de Niños San Francisco de Borja.

“Pascua en Placeres” si bien es parte de las actividades que impulsa el Departamento de Física, su éxito se debe al compromiso de muchas personas de la Universidad que se involucran en esta iniciativa. En ella, nos cuenta una de las investigadoras que colaboró en la organización de este año, Valeria del Campo, “participan académicos, investigadores, profesores de jornada parcial y funcionarios de distintos departamentos de la universidad. Nosotros recolectamos una contribución en dinero y compramos la donación” comentó.

“Cada año se les hace un regalo a los niños, algo que se acuerda previamente con los directores de los hogares, para conocer sus necesidades. Les hemos regalado juguetes, ropa, pijamas, calzados y toallas, entre otras cosas, todo nuevo y personalizado para cada uno de los niños y niñas” recuerda del Campo.

Pero el compromiso de quienes participan, es más que recolectar el dinero y comprar lo comprometido. “Pascua en Placeres” va más allá. “En condiciones normales llevamos el aporte con huevitos de Pascua y una torta a cada hogar. Y visitamos a las niñas y niños durante una hora para jugar y compartir con ellos. Este año por la pandemia, ellos están en cuarentena, por lo que no se puede entrar a los hogares. Para Pascua de Resurrección les llevamos los chocolates en bolsitas individualizadas y los entregamos a las educadoras. Una vez que llegaron los computadores – a fines de mayo –  los entregamos a las tías también” agrega Valeria.

ESTE AÑO COMPUTADORES

Como ha sido la tónica, la donación fue conversada con los directores de ambos hogares y si bien, hoy en día se ha transformado en algo esencial, el transfondo de esta donación iba enlazada a una conexión aún mayor con el Departamento de Física.

“La idea de los computadores, señala, surgió antes de la pandemia. Hoy en día estos equipos son esenciales para el aprendizaje de los niños. Tener acceso a internet es un gran apoyo para hacer tareas y pensamos que podríamos trabajar con ellos algunas habilidades de programación durante el año. Cuando la idea surgió consultamos con los hogares y nos confirmaron que era una necesidad importante, ya que solo cuentan con un computador para los 20 niños… Ahora con la pandemia, la necesidad de computadores se hizo aún más importante. Pensábamos donar un computador por hogar, pero gracias al éxito en la convocatoria pudimos donar dos computadores para cada uno de ellos”.

Esta Pascua en Placeres fue especial, si bien no tuvieron el contacto que siempre desarrollan durante esta actividad, permitieron otro tipo de conexión. “Los directores de los hogares están muy agradecidos, y los niños están felices. Ahora pueden tener clases en línea, hacer tareas y hablar con sus familiares y amigos por internet. Todo con la ayuda y supervisión de una educadora. Cabe destacar la labor de los educadores del hogar, que en este tiempo de cuarentena han hecho turnos para quedarse a dormir con los niños durante varios días” nos cuenta.

AYUDA GLOBAL

Si bien la iniciativa, nació de la profesora Zdenka Barticevic y ahora es una actividad del Departamento de Física, “la cooperación de los otros Departamentos es fundamental” reconoce Valeria del Campo, quien agrega que si cualquier funcionario o estudiante de la Universidad, de cualquier área o departamento, quiere visitar durante el año estos hogares, una vez terminada la cuarentena, o hacer alguna donación, “puede contactarse con nosotros, porque hacemos aportes cada año y los seguiremos realizando, la iniciativa ha tenido una gran acogida entre profesores y funcionarios de la universidad, quienes aportan cada año con mucho cariño” agradece la investigadora.

Programa de Doctorado en Ciencias Físicas consigue nueva reacreditación de nueve años

Académicos y alumnos recuerdan el largo camino que ha recorrido el programa y que ha graduado a 75 personas entre ambas casas de estudio

La reciente reacreditación por nueve años que obtuvo el programa de Doctorado en Ciencias Físicas que la Universidad Técnica Federico Santa María (USM) imparte en conjunto con la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV), fue un gran paso que vino a reafirmar el excelente trabajo que se encuentran desarrollando.

Pero este mérito no ha sido al azar, es fruto de un trabajo mancomunado de varios años. Tal como lo señala el Director del programa profesor Dr. Alfonso Zerwekh. “Fue un proceso largo y muy trabajoso. En realidad, comenzó hace unos 5 años cuando comenzamos a preparar la certificación internacional ante la Asociación Universitaria Iberoamericana de Postgrado (AUIP). Ese exitoso proceso fue una “evaluación a mitad de camino” que nos permitió identificar debilidades y nos dio tiempo de hacer mejoras y así prepararnos de mejor manera para la acreditación. El proceso en sí mismo (confección de informes, etc..) tomó unos dos años. Hubo que recolectar y procesar gran cantidad de información”.

Todo este trabajo, reconoció el Prof. Zerwekh, es en gran mérito del Director anterior, el profesor Dr. Patricio Häberle. “Yo formé parte de la comisión que recolectó los datos y redactó el informe de autoevaluación. Al final del proceso sustituí al profesor Häberle como Director del Programa, pero el liderazgo durante todo el proceso fue suyo” agrega.

Esta acreditación, que es por 9 años, enfatiza Zerwekh, “es un reconocimiento de que nuestro doctorado es uno de los mejores del país – en cualquier área –  y es un motivo de orgullo para el departamento y la Universidad”.

Cabe destacar que este programa, que es impartido desde 1999 en conjunto con la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, a lo largo de su existencia, ha graduado a 75 doctores, 52 de la USM  y 23 de la PUCV.

Durante este año, el desarrollo del programa ha sido particularmente complejo. “Este año es un poco extraño y excepcional por las circunstancias que estamos viviendo, pero estamos trabajando para tornar el programa aún mejor y continuar haciendo ciencia del más alto nivel internacional” concluye.

FORMACIÓN DE NUEVAS GENERACIONES DE CIENTÍFICOS

Uno de los académicos de la Universidad que ha visto y ha sido parte de este proceso desde sus comienzos, es el profesor Dr. Patricio Vargas. Por sus clases han pasado no sólo estudiantes de postgrado sino también de pregrado, pues, como él dice, la enseñanza de la física es algo a lo que con el tiempo le ha tomado cada vez más el gusto, y eso lo ha llevado a que varios estudiantes del programa hayan seguido sus líneas de investigación, algunos de ellos, transformados hoy en colegas.

“Desde mi incorporación a la USM, en el 2000, he podido notar una gran evolución del programa. La cantidad de estudiantes se ha incrementado notablemente y se han sumado nuevos académicos al programa, tanto en nuestra Universidad como en la PUCV, y con ello el surgimiento de nuevas áreas y líneas de investigación” añade el académico.

Si bien todo proceso de acreditación es complejo, Vargas cuenta que “tomó un par de años, lo que podría parecer lento, pero así son estos procesos donde se requiere recopilar y analizar gran cantidad de antecedentes e información, y contó con la participación de muchos profesores, funcionarios, estudiantes y graduados”.

A lo largo de estos años, Vargas ha visto graduarse a varias generaciones de nuevos doctores.  “He sido profesor guía de 10 estudiantes que obtuvieron su grado de Doctor bajo mi supervisión, todos ahora trabajando en diferentes instituciones en Chile y en el extranjero, algunos de ellos ya han también graduado a doctores, a sus propios estudiantes. Dos están acá en la USM, uno de ellos es actualmente académico, colega mío, el Dr. Eric Suárez, y el segundo, el Dr. Juan Manuel Florez, Investigador Joven” recuerda Vargas. Agrega, además, que “el aumento en las postulaciones e ingreso de estudiantes provenientes de otros países, ha sido un factor positivo y de gran aporte para el programa”.

DOCTORADO DE EXCELENCIA

Esta reacreditación obtenida viene a ratificar el nivel de excelencia que tiene el programa de Doctorado en Ciencias Físicas, reconocido así no sólo por sus académicos, sino también por sus estudiantes.

“Es de excelencia, dentro de los pocos que hay en el país, se puede comparar con cualquier doctorado del mundo, sobre todo en las áreas teóricas. En cuanto a la calidad de nuestro doctorado, es de los mejores de Latinoamérica” agrega Vargas.

LA VISIÓN DE LOS ALUMNOS

Esta visión de excelencia, también es compartida por los estudiantes. Jorge Flores, alumno del programa asegura que eligió el doctorado de la USM/PUCV “porque es el programa más completo en Física a nivel nacional, y mi idea era encontrar un tema de interés que me motivara a seguir investigando, además hay que sumarle el prestigio de salir con un Doctorado en Física de la USM”.

Flores, añade que, si bien “el Doctorado es complicado, es mucho estudio, es un nivel superior de exigencia, eso es muy desafiante y muy motivante a nivel personal. En general mi experiencia ha sido buena, he aprendido muchísimo, he conocido y he compartido con personas geniales en el departamento de Física de la USM, gente que ha dedicado su vida a la Física, eso es muy motivador”.

Después de terminar su tesis doctoral, que la está desarrollando en el área de Materia Condensada, Flores desea seguir investigando. “Mi plan es hacer un postdoctorado y  seguir investigando en esta área y ojalá poder desarrollar aplicaciones científicas y tecnológicas derivadas de mi investigación”.

Daniel Salinas, también alumno del programa, lo eligió por su pasión por la física, y cursarlo se dio de manera natural. “Durante la última etapa de mi Licenciatura en Física mención Astronomía, hubo dos aspectos fundamentales que me llevaron a ingresar al Doctorado en Física en la USM, la primera fue mi inclinación hacia un área específica de la Física que se hizo cada vez más notoria, tenía mucho interés en comprender los misterios del mundo subatómico, estaba muy maravillado con los aspectos y fenómenos sobre el mundo de las partículas, que a su vez lo componen todo en el universo y al mismo tiempo existía el desafío matemático que conlleva, eso me lleva al segundo aspecto, mi tesina de licenciatura la desarrollé con un gran profesor e investigador que realizó su doctorado en la misma institución, y que dedica su vida a las matemáticas que usan en la física de partículas y las teorías de campos, de donde yo obtuve una visión más analítica y una cercanía con el mundo de la investigación, creo firmemente que esa situación orientó voluntaria o involuntariamente mi ingreso al programa de postgrado de la USM. Mi gran interés por un área de la Física de Partículas eso me lleva a pensar sólo en esta Universidad” agrega.

Tanto en lo profesional como en lo personal, para Salinas, el “Doctorado en Ciencias Físicas debe ser una las experiencias más gratificantes y hermosas que uno puede desarrollar durante su vida, y por otro lado es una relación muy profunda, donde uno logra ver realmente quien es cuando se mira al espejo, es la etapa donde uno se entrena y se forma con errores y victorias. Hoy me encuentro en la etapa final de mi Doctorado, y me parece, que fue la mejor decisión que logré tomar. Sé que el Doctorado que imparte el Departamento de Física está pensando en formar capital humano avanzando del nivel más sólido que he visto, logrando estar a la par de cualquier doctorado del mundo, y esto no solo por el aspecto formativo que tiene, sino porque ocurren algunas cosas muy particulares, es un departamento con una gran variedad de académicos del nivel más alto en las líneas que se desarrollan, esto suena un poco a elogio, pero el trasfondo de esto es que a uno como estudiante lo posiciona en la frontera de conocimiento”.

Otro aspecto fundamental que ocurre, señala Salinas, es que “todos los años hay profesores (o investigadores) visitantes que están varios meses, profesores que son grandes investigadores con los cuales uno, como estudiante, tiene la oportunidad de tener conversaciones y debates que son esenciales en nuestro desarrollo como estudiante, además hay un programa se seminarios dictados por grandes investigadores invitados durante los 11 meses de actividad academica del año. Por último, otro punto importante que no podemos dejar de mencionar, es la visión global del doctorado, es parte esencial que las y los estudiantes del programa realicen pasantías en universidades de otros países” enfatiza.

Sobre el futuro, Salinas concluye que “me gustaría seguir desarrollándome como un investigador, lograr contribuir y construir un buen camino en la investigación para así entender un poco más el mundo”.

Publicación de investigadores del Departamento de Física fue portada de prestigiosa revista “Progress in Photovoltaics”

Para conocer el artículo puedes visitar el siguiente enlace: https://doi.org/10.1002/pip.3242

Un artículo elaborado por un grupo de académicos, entre ellos, cuatro de nuestro Departamento de Física, fue publicado en la portada de la prestigiosa revista “Progress in Photovaltaics” de su número de abril. La investigación, denominada, “Interface analysis of Ag/n‐type Si contacts in n‐type PERT solar cells”, contó con la contribución de los investigadores Valeria del Campo, Jonathan Correa, Tomás Corrales y Ricardo Henríquez.

La publicación resalta la importancia de cómo pequeñas diferencias, a escalas nanométricas, pueden influenciar en la eficiencia de una celda solar.

“En energía solar fotovoltaica, los paneles más utilizados son de silicio. Para recolectar la corriente que se genera en estos paneles se utilizan franjas de plata que se colocan sobre el silicio. Esas son las líneas blancas que uno ve en los paneles solares. Para colocar esas franjas se utilizan unas pastas que contienen nanopartículas de plata y otros aditivos. Este proceso se llama ‘metalización’. En este trabajo estudiamos cómo influye la cantidad de pasta utilizada en el desempeño de la celda y para explicar esta influencia estudiamos la estructura y las propiedades eléctricas de la interface entre la plata y el silicio” explica Valeria del Campo.

“Esta investigación muestra la sensibilidad de las celdas solares a pequeños cambios en el método de fabricación. En particular, se demuestra que pequeñas diferencias a escalas nanométricas pueden influenciar la eficiencia de una celda solar” agrega Tomás Corrales.

Sobre el impacto científico y tecnológico de esta línea de investigación, del Campo señala que “a nivel científico nos ayuda a entender los procesos de transferencia y transporte de carga eléctrica que ocurre en las celdas solares. A nivel tecnológico puede influir en la forma en que la industria realiza la metalización de los paneles solares para que sean más eficientes en el uso de materiales y en su funcionamiento” enfatiza.

El equipo de investigadores que desarrolló el artículo basado en la investigación que realizaban, sabía que el tema era de gran interés, pero no imaginaron que sería la portada del medio al cual fue enviado el artículo.

“Yo creo que fue elegida portada porque es un estudio multiescala, muy completo, que muestra una correlación entre estructura nanométrica de la celda solar y su eficiencia. Este estudio es de alto impacto porque este tipo de celdas son las que realmente se están instalando en el desierto de Atacama y descubrir cómo mejorar su eficiencia siquiera un 1% ya es un gran logro” señala Corrales.

LOGRO MULTIDISCIPLINARIO

De este grupo, la doctora Valeria del Campo llevaba ya un tiempo investigando en esta área. “En 2015 empecé a trabajar en este y otros temas relacionados con energía solar, en colaboración con el Dr. Pablo Ferrada de la Universidad de Antofagasta. Luego se unió el Dr. Jonathan Correa, quien actualmente hace su postdoctorado y se adjudicó un proyecto Fondecyt de iniciación en el tema. Y recientemente, para el estudio de esta publicación en particular invitamos a los Doctores Ricardo Henríquez y Tomás Corrales, ambos profesores del Departamento de Física. Este trabajo colaborativo ha llevado la investigación al alto nivel en que se encuentra” añade del Campo.

Esta investigación se logró gracias al trabajo conjunto entre nuestro Departamento de Física junto a otras casas de estudios, principalmente debido a la envergadura de esta tarea.

“Ninguna Universidad chilena podría haber realizado todo este estudio de forma individual. Esta publicación requirió de un consorcio de tres universidades chilenas (U. de Antofagasta, U. Santa María y U. de Chile), las cuales fueron apoyadas por un centro de investigación en Alemania. Si no hubiésemos juntado fuerzas, hubiese sido muy difícil llegar a publicar en esta revista, ni mencionar ser portada. Nuestros desafíos en materia de celdas solares son enormes. En mi opinión, el mayor desafío es que las celdas solares no se fabrican en Chile, sino que fueron traídas desde Alemania para este estudio. Creo que debemos avanzar hacia la fabricación de celdas solares a nivel nacional. La materia prima para hacer una celda solar es muy abundante: arena. Todos los países tienen arena, pero no todos lo países tienen la misma inversión en ciencia y ese es el gran desafío: transformar a Chile en un país que puede producir una celda solar desde un puñado de arena” puntualiza Corrales.

En la misma línea de Corrales, Ricardo Henríquez agrega que no solamente este gran logro se debió al trabajo de varias universidades sino que también “hay gente con muy distintas líneas de investigación (incluso áreas), aportando su grano de arena para lograr un artículo de este tipo, o sea, destacar como portada en una revista de alto impacto con un foco más aplicado. La relevancia de la participación de Valeria y Jonathan (Correa) en los macro-proyectos nacionales de energía solar, produce un acercamiento real del resto de integrantes USM, que no estamos tan directamente relacionados con la línea de investigación en celdas solares aplicada.  Esto es un muy buen indicador para que las autoridades en la Universidad entiendan, generen e implementen políticas de desarrollo científico internas, que apunten a la colaboración multidisciplinaria”.

En la práctica, continúa Henríquez, hasta hace un tiempo la USM sólo consideraba en la evaluación de sus investigadores, proyectos en que fueran Investigador Responsables, o sea, castigaba la participación en macro-proyectos como el que generó este artículo.  Esto lamentablemente desincentiva la colaboración, ya que la señal que se da, es que es más conveniente invertir mi tiempo en proyectos de tamaño menor en donde puedo ser el investigador responsable, que colaborar en los de este otro tipo.  Creo que ambos tipos de participaciones (como investigador responsable o co-investigador) son imprescindibles para lograr la investigación multidisciplinaria, base necesaria para alcanzar estadios de desarrollo en la tan preciada innovación, de acuerdo a todas las recomendaciones que dan los expertos mundiales para la obtención de esta manera de desarrollo” añade.

PRÓXIMOS PASOS

La investigación que desarrollarán ahora está enfocada en un proyecto más ambicioso como señala la doctora Valeria del Campo. “Queremos ver la posibilidad de reemplazar la plata en las celdas solares. El postdoctorado Jonathan Correa propone eso en su proyecto Fondecyt de iniciación y cuenta con toda nuestra colaboración para llevarlo a cabo. El trabajo en equipo es fundamental para llevar a cabo investigaciones de esta envergadura” concluye.

Con la participación de la Seremi de Ciencias se llevó a cabo el cierre del proyecto “Ánodo Nanoestructurado” desarrollado por Investigadora del Departamento de Física

En una breve ceremonia encabezada por la Seremi de Ciencias y Tecnología de la Macro Zona Centro, María José Escobar, se realizó el pasado 5 de marzo el cierre con éxito del proyecto “Ánodo Nanoestructurado”, desarrollado por la investigadora del Departamento de Fisica, Carolina Parra, que buscaba una solución nanotecnológica que permitiese reducir considerablemente el consumo energético del proceso de electro-obtención de cobre, además de reducir su impacto ambiental.

Para contextualizar y entender la importancia del impacto de la investigación desarrollada, hay que saber que actualmente, un 32% del aporte de la minería al PIB de nuestro país corresponde a ingresos relacionados al cobre recuperado por electro-obtención (EO). “Este proceso electroquímico permite extraer, usando electrodos, el mineral de alta pureza a partir de una solución ácida rica en iones cúpricos. Los ánodos que actualmente se usan para este proceso son mayormente de aleaciones de plomo, los que presentan un alto consumo energético, se desgastan introduciendo plomo en el cobre cosechado y generan residuos tóxicos conocidos como borras ánodicas” explica Carolina Parra.

“En nuestro proyecto  FONDEF– continua la investigadora-  buscamos desarrollar una solución nanotecnología que permitiese reducir considerablemente el consumo energético del proceso de electro-obtención de cobre, además de reducir su impacto ambiental. Así después de dos años de trabajo obtuvimos un ánodo nanoestructurado de alta eficiencia, que validamos a escala de planta piloto laboratorio y que permitió reducir la energía requerida para la extracción del mineral en un 40%, sin generar contaminación en el mineral cosechado ni producir borras anódicas”.

La idea de realizar este proyecto nace del interés que tiene el Laboratorio de Nanobiomateriales en desarrollar soluciones a problemáticas industriales desde un enfoque nanotecnológico, haciendo los procesos más sustentables. “Para esto el co-desarrollo entre empresas y universidad es fundamental, ya sea porque nos permite unir nuestras capacidades científicas y técnica, o porque nos habilita para validar nuestras soluciones en ambientes reales. Así, las ideas asociadas a nuestros proyectos, en general, nacen de necesidades de la industria, en particular de la minera y de manufactura” agrega Carolina.

Respecto de los resultados obtenidos durante el desarrollo de esta investigación, la académico señala que “estamos muy satisfechos con nuestros resultados porque nos permitirán avanzar en el nivel de madurez de la tecnología, al postular a una segunda etapa de Fondef, para escalar nuestro producto a nivel semi-industrial. Esta nueva etapa contará con el apoyo de la mayor productora de ánodos para electro-obtención en Chile; Inppamet”.

Para llegar al exitoso resultado obtenido, la investigación tuvo que sobrellevar varios desafíos que a su vez tuvo que resultado también grandes logros. “Lo más complejo tal vez fue hace unos proyectos atrás, cuando recién comenzamos a acercarnos a las empresas para conocer qué desafíos enfrentaban. El lenguaje, las prioridades, los tiempos del sector industrial son completamente distintos a los de la academia, lo que te obliga a aprender un nuevo enfoque y ser más versátil. Lo más gratificante es cuando los resultados te confirman que es posible que la investigación en que trabajas tenga un impacto real en un sector tan importante para nuestro país, como lo es el minero. Por supuesto aún queda un importante desafío que es el escalamiento de la tecnología, pero por ahora los resultados son auspiciosos” añade.

EL FUTURO

Desde hace un tiempo el Gobierno de Chile promueve el desarrollo de una minería virtuosa, más sustentable. “A esto justamente apunta nuestra tecnología, al hacer los procesos mineros más eficiente y menos contaminantes.  La minería es fundamental para el desarrollo económico del país, de manera que un aporte a este sector impacta directamente a nuestra sociedad.

Por esta misma razón que es que Carolina Parra con su equipo continuará trabajando en esta área para escalar la tecnología de los ánodos, “seguiremos trabajando en nuevos desafíos centrados en otras industrias, como la salmonera y la del litio, donde nuestras innovaciones nanotecnológicas han mostrados hacerlas más eficientes y sustentables” agrega.

COVID-19

Al igual que la mayoría de las personas del país, los investigadores y académicos también se han visto enfrentados a adecuar sus formas de trabajar. “Por una parte tendremos que aprender nuevas formas de trabajar. El impacto de la crisis sanitaria debida al COVID19 en el avance de la investigación experimental es gigantesco. Podemos, por supuesto, avanzar con la escritura de artículos, tesis y nuevos proyectos, pero estos meses en cuarentena se traducen en no poder avanzar en nuestras actividades en laboratorio, retrasando los hitos comprometidos y nuestra productividad. Avanzamos en lo que podemos hacer en forma remota, pero debemos poner en pausa nuestro trabajo experimental, así como ha sucedido en muchos otros aspectos de nuestras vidas” puntualiza Carolina.

De igual forma, la investigadora ve esta situación como un desafío, que muchos han hecho suyo. “Tenemos que enfocar los esfuerzos a desarrollar tecnologías para combatir esta pandemia. Desde productos básicos como escudos hasta otros más avanzados como filtros y respiradores. Lamentablemente, por ahora sigue siendo delicado trabajar en forma segura.  Nuestro Laboratorio tiene el potencial para aportar en este ámbito y esperamos pronto poder retomar nuestro trabajo para contribuir a disminuir el impacto de esta crisis” finaliza.

Doctorado en Ciencias Físicas obtiene nueve años de acreditación por la CNA

La renovación y el aumento de la planta académica, el acondicionamiento de infraestructura y la ampliación de la oferta temática de tesis de investigación, fueron algunas de las medidas que permitieron obtener este importante logro.

Tras un proceso de evaluación de alta exigencia que contempló el trabajo de todos los miembros del Departamento de Física, hasta el 2029 fue acreditado por la Comisión Nacional de Acreditación de Chile, el programa de Doctorado en Ciencias Físicas que la Universidad Técnica Federico Santa María imparte en conjunto con la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso.

El profesor Claudio Dib, Director del Departamento de Física de la USM, celebró el logro obtenido por el doctorado y explicó su importancia en el desarrollo de la ciencia en nuestro país. “En Chile no son muchos los programas de doctorado en física y el nuestro tiene áreas que otras instituciones no contemplan, lo que es muy valioso porque la Física en nuestro país necesariamente tiene que crecer, debido al el impacto que que tiene en la tecnología y en el conocimiento en general. Sin ninguna duda, este programa es un pilar importante de la física en nuestro país, siendo un motivo de orgullo para las universidades que lo imparten”.

Por su parte, Alfonso Zerwekh, Director del Doctorado en Ciencias Físicas, comentó que “estamos muy contentos con este resultado. Los criterios de acreditación son cada vez más exigentes, de modo que el obtener nueve años es un mérito enorme y eso quiere decir que somos claramente bien reconocidos en Chile, siendo un programa visto como atractivo, eficiente y de altísimo nivel. Por otro lado, el proceso de acreditación nos es muy útil para recibir retrolimentación y así poder seguir perfeccionando el programa”.

Para alcanzar este objetivo, tanto la USM como la PUCV implementaron cambios que permitieron obtener la acreditación de nueve años, como por ejemplo el acondicionamiento de nueva infraestructura y el aumento de la planta académica con profesores con muy buenos índices de productividad científica, experiencia internacional y contactos dentro y fuera de Chile. Además, se amplió la oferta de temas de tesis, llegando a desarrollar en actualidad, las áreas de física de partículas, materia condensada, gravitación, sistemas complejos y astronomía, de manera tanto teórica como experimental, además de temas emergentes como la Biofísica.

En cuanto al trabajo conjunto de ambas Casas de Estudios, el profesor Zerwekh añadió que “hace 20 años atrás, profesores de ambas universidades tuvieron la visión de que juntos podían hacer muchas más cosas que estando separados y compitiendo, ya que la comunidad de física en Chile es pequeña y además nos encontramos en una región que cuenta con un grupo importante de instituciones de educación superior. Por ello, no era lógico competir estando en la misma ciudad y además con recursos limitados. Por otra parte, las áreas que se desarrollan en la PUCV son en parte distintas a las que impulsa la USM, por lo que se complementan muy bien”.

Finalmente, según el director del programa, este logro se atribuye al trabajo conjunto del comité de profesores pertenecientes a la USM y a la PUCV, quienes contaron con la guía y asesoría de la Dirección de Postgrado y Programas de la Institución y de la Comisión Nacional de Acreditación. También participaron profesores, estudiantes y funcionarios del Departamento de Física, además de secretarias e ingenieros de apoyo.

Noticia original: https://noticias.usm.cl/2020/05/07/doctorado-en-ciencias-fisicas-obtiene-nueve-anos-de-acreditacion-por-la-cna/

Proyecto Explora elaborado por académicos pondrá a debatir científicamente a estudiantes de educación básica

Iniciativa nacida por un equipo multidisplinario de la USM propone a los establecimientos una métodología activa de aprendizaje, la cual pueden implementar para la enseñanza de asignaturas de ciencia

Como una forma efectiva y óptima de ligar el debate al área científica se conformó un equipo multidisciplinario de académicos, docentes y coordinadores de Debate de la Universidad, para trabajar en un texto guía, que enseñe debate científico a estudiante de Educación Básica, idea ganadora del XXIII Concurso Nacional de Proyectos Explora para elaboración de productos de productos de divulgación de las Ciencias y la Tecnología 2019-2020, perteneciente al Ministerio de Ciencia. Iniciativa que que se impartirá principalmente entre los establecimientos más vulnerables de la región.

La idea del proyecto nació por la inquietud que dos coordinadores y miembros fundadores de la Sociedad de Debate USM tenían por unir la disciplina del debate y la ciencia. Durante años se pensó que el debate podía estar únicamente asociado a las humanidades, siendo además una disciplina practicada mayoritariamente por estudiantes de carreras no ligadas a la ciencia. Sin embargo, “el debate no solo puede sino que se enriquece al ser aplicado en temáticas científicas, de manera que como una forma efectiva y óptima de ligar el debate al área científicia, se conformó un equipo multidisciplinario para trabajar en un texto guía que enseñe debate científico en estudiante de educación básica” señaló el Ingeniero Civil Industrial Gonzalo Carrasco, coordinador financiero del proyecto.

El equipo está compuesto por académicos y docentes del Departamento de Física, un investigador asociado del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental, los coordinadores de la Sociedad Debate de nuestra Universidad. Todos ellos elaboraron la iniciativa que se adjudicó el Proyecto Explora que tiene al Dr. Pedro Valencia, Bioquímico como director y al Dr. Iván Schmidt, Director del CCTVal como Asesor Científico.

Pero ¿de qué trata? En palabras de uno de los integrantes, el Ingeniero Civil, Carlos Fernández, coordinador logístico del proyecto, “trabajaremos con estudiantes de educación básica y profesores de ciencias naturales en un modelo llamado ‘debate cientifico’ el cual será implementado en el aula y contempla la creación de contenidos del producto guía ilustrada para el debate cientifico”, agregó.

El proyecto fue uno de los 30 adjudicados a nivel país y el único adjudicado por la Universidad. “Consiste en la creación de un manual llamado ‘guía ilustrada para el debate cientifico’ el cual contiene capítulos que permitirán enseñar la ciencia de una manera entretenida y a su vez fortaleciendo habilidades de orden superior, como es el pensamiento crítico y habilidades blandas” aseguró Fernández.

La importancia del proyecto, señaló el equipo, será el trabajo con estudiantes de establecimientos educacionales con alto índice de vulnerabilidad en varias provincias de la Región de Valparaiso, donde no solo se trabajará con los mismos establecimientos sino también se contempla la primera Feria Científica Escolar realizada por nuestra casa de estudios, donde tanto los establecimientos que pertenecen al proyecto, como otros que no, podrán participar y mostrar sus experimentos y proyectos desarrollados en clases o en talleres de ciencias.

“Nosotros le proponemos a los establecimientos una métodología activa de aprendizaje la cual pueden implementar para la enseñanza de asignaturas de ciencia, la cual otorga potentes herramientas para fortalecer la indagación científica y el involucramiento de los estudiantes en el proceso educativo. Además, el debate científico permitirá a los colegios realizar trabajo colaborativo en virtud de la percepción del debate como disciplina multidisciplinaria y que puede ser evaluada desde una perspectiva integral” contó Gonzalo Carrasco.

RECEPCIÓN Y CUARENTENA

Desde que comenzaron con la elaboración del proyecto, el año pasado, al día de hoy, la recepción de los colegios ha sido bastante buena. “Ya tenemos varias escuelas y colegios comprometidos, cuyos directores han recibido de muy buena manera nuestro proyecto, dado que propone una forma de trabajo de los contenidos del currículum nacional, en torno al debate de ideas y a la indagación científica” señaló la Gestora Cultural y encargada de Comunicaciones, Valentina Arévalo.
Pese al entusiasmo de todos sus colaboradores, el proyecto ha debido de adaptarse a un invitado de piedra, la pandemia por COVID19 que tiene las clases suspendidas a nivel nacional, por lo que el equipo ha debido adecuar su calendario.

“Durante los meses de cuarentena, dada la emergencia sanitaria, el trabajo con las escuelas y colegios ha sido más lento. Durante los primeros días de marzo pudimos visitar 1/3 de las escuelas y colegios comprometidos, en los que tuvimos una muy buena recepción del proyecto. Hemos mantenido contacto tanto con estas escuelas, como con las demás escuelas comprometidas –que debido a la cuarentena no pudimos visitar– y las hemos ido informando de los avances del proyecto. Durante estos meses, nuestro proyecto se enfocará principalmente en la crecaión de contenidos, edición y diseño de nuestra ‘Guía ilustrada para el debate científico’ aseguró Arévalo.

Una de las actividades de difusión más importante que tenía el proyecto debió ser postergada a raíz de la emergencia sanitaria. “Teníamos calendarizado durante el mes de mayo un primer Encuentro en torno al Debate Científico con las escuelas y colegios comprometidos. Este primer Encuentro, que deberá realizarse el segundo semestre, será la actividad que da inicio a la difusión de nuestro proyecto” concluyó Valentina.

USM tituló 3 nuevos profesionales de Licenciatura en Ciencias Mención Física

Reconocimiento "Federico Santa María" recayó en el alumno Pablo Alvarado Seguel

En una solemne ceremonia, encabezada por el rector y sus máximas autoridades, se llevó a cabo este viernes 20 de diciembre, en el Aula Magna de la Universidad, la titulación de 561 nuevos profesionales, 3 de los cuales pertenecían a la carrera de Licenciatura en Ciencias Mención Física.

Los que recibieron su diploma, de manos del Director del Departamento, doctor Claudio Dib y su jefe de carrera, Mónica Pacheco, fueron Pablo Alvarado Seguel, Valentina Gallardo Mödinger y Camila Riquero Seignourel.

En su discurso, el rector de la Universidad, doctor Darcy Fuenzalida, destacó la futura labor de estos nuevos profesionales, especialmente en el nuevo marco social que se ha estado generando desde octubre. “Hoy más que nunca, nuestro país necesita de la voluntad y generosidad de todos, para avanzar en la construcción de una mejor sociedad, que asegure mayores oportunidades y promueva una mayor equidad social, además de fortalecer la inclusión en todas sus dimensiones y reducir las diferencias existentes”.

Distinción "Federico Santa María"

Como cada año, el Rector de la Institución entregó las distinciones “Federico Santa María Carrera” a los titulados, reconocimiento que distingue a un estudiante destacado de cada una de las carreras, por sus méritos académicos, personalidad y condiciones humanas y valóricas y este año, de nuestra carrera de Licenciatura en Ciencias, Mención Física, lo recibió Pablo Alvarado.

Esta actividad, que se realiza cada 20 de diciembre como una forma de honrar la memoria del fundador de la USM, don Federico Santa María Carrera, contó con la presentación del Coro de Cámara junto al cuarteto de cuerdas de la Orquesta de la Universidad.

Tras la entrega de diplomas, el Secretario General de la Universidad tomó juramento a los titulados de las 23 carreras del Campus Casa Central Valparaíso, sellando de esta forma el compromiso de servicio a la comunidad que se les encomienda.

Al finalizar la ceremonia, como es tradición, los nuevos profesionales, se reunieron con sus respectivos familiares, testigos del esfuerzo y trabajo de los nuevos titulados,  para celebrar el cierre del proceso universitario.