Universidad de Stanford ubica a académicos USM en el 1% y 2% con mayor impacto científico

La institución norteamericana destaca a 13 profesores e investigadores de la universidad pertenecientes a los campos de ingeniería eléctrica y electrónica, física, minería y construcción.

La prestigiosa Universidad de Stanford, Estados Unidos, reconoció a 13 académicos e investigadores de la Universidad Técnica Federico Santa María en su ranking sobre impacto científico, ubicándolos entre el 1% y 2% de académicos con mayor contribución científica en el mundo. En nuestro país, 126 investigadores fueron seleccionados en el ranking, 24 de ellos en áreas de la ingeniería.

El listado se basa en la estandarización de métricas de citación de trabajos científicos, contenidas en las bases de datos disponibles, como una manera de reconocer los aportes de cada investigador y, a la vez, como un criterio para la asignación de recursos de sus investigaciones. En esta oportunidad, el ranking analizó información recopilada desde Scopus entre los años 1996 a mayo del 2020.

La Directora General de Investigación, Innovación y Emprendimiento de la USM, Lorna Guerrero, destacó que “este estudio tiene un alto grado de credibilidad, ya que no considera uno o dos indicadores bibliométricos aislados, sino que se basa en una fórmula compuesta por varios indicadores estandarizados que logran dar una medida más objetiva de la productividad, calidad e impacto de la investigación realizada, dentro de un área específica”.

En la misma línea, agregó que “es muy destacable que la USM tenga alrededor del 50% de los chilenos que están en este ranking en áreas relacionadas con la ingeniería, lo cual valida nuestro liderazgo en I+D a nivel nacional. Muchos de los investigadores que están en este ranking pertenecen a centros de I+D de excelencia de la USM, lo que refleja que este término, ‘de excelencia’, viene avalado por organizaciones internacionales, con datos objetivos”.

En tanto, la Directora de Investigación de la Universidad, Alejandra Urtubia, comentó que este reconocimiento “es el reflejo del impacto de la calidad de investigación que se realiza en nuestro plantel. El hecho de que gran parte de los investigadores destacados sean parte de los centros basales de la universidad debe ser un modelo a seguir y analizar. Nuestros investigadores son de clase mundial, por lo tanto, debemos seguir apoyándolos con políticas y herramientas que faciliten la generación y difusión de conocimiento y así en un futuro cercano, este número puede ser mayor”.

Investigadores de clase mundial

La metodología de este ranking consistió en seleccionar a investigadores con, al menos, cinco publicaciones en revistas de corriente principal, en un universo de casi 7 millones de investigadores de áreas como Arte y Humanidades, Economía y Ciencias Sociales, Ciencias de la Salud y Ciencias Naturales. Entre ellos, fueron considerados 22 campos de especialización, como la ingeniería, con 12 sub-campos del área.

Bajo este análisis, los profesores USM destacados en el tope del 2% de mayor contribución científica en su área según la Universidad de Stanford, son: Samir Kouro, Pablo Lezana, Marcelo Pérez, Jorge Pontt, César Silva, Marcelo Soto y Christian Rojas, del área de ingeniería eléctrica y electrónica, varios de ellos pertenecientes al Centro Avanzado de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, AC3E.

Junto a ellos, los profesores e investigadores Juan Yianatos y Luis Bergh, del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Leonhard Bernold del Departamento de Obras Civiles; Boris Kopeliovich y Gorazd Cvetic, del Departamento de Física; y, Tan Jinggang, del Departamento de Matemática.

Samir Kouro, también director de Innovación y Transferencia Tecnológica de la Institución declaró estar “muy contento por este reconocimiento. Estar en el 1% de mayor impacto en investigación en tu disciplina a nivel global es evidencia de que desde Chile se pueden hacer cosas de clase mundial. Es un reconocimiento que debo dividir entre muchas personas: colaboradores, colegas y alumnos, que lo han hecho posible. La investigación para mí ha sido una historia de equipos de trabajo, me cuesta en ese sentido verlo como un reconocimiento individual”.

Asimismo, el profesor Luis Bergh del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental comentó que “es importante remarcar que estos resultados son muy importantes, considerando las condiciones desfavorables con que se compite con los investigadores de los países desarrollados, donde los recursos para financiar la investigación son al menos 10 veces más que los disponibles en Chile”.

Sobre estos indicadores, Bergh agregó que “es sumamente importante tener índices adecuados para la asignación de recursos. Por ejemplo, ANID asigna recursos usando un ranking de productividad científica que permite una serie de distorsiones al no diferenciar entre autor principal y co-autor, ni considerar el número de co-autores, como tampoco el impacto específico de la publicación en la comunidad. El ranking elaborado por la Universidad de Stanford incluye estos aspectos en forma ponderada, siendo entonces una mejor métrica del impacto que produce la producción científica técnica de un investigador”.

Además el académico Marcelo Pérez, señaló que “se trata de un reconocimiento internacional muy importante, que nos indica que estamos realizando investigación de calidad en el contexto mundial. Además, el que varios investigadores del Departamento de Electrónica estemos en el 1% y 2% en este ranking toma particular relevancia dada la pequeña comunidad de investigadores en ingeniería eléctrica en Chile”, finalizó.

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Investigadora USM es reconocida como una de las “25 Mujeres en la Ciencia Latinoamérica”

Entre más de 1000 postulantes, la Dra. Parra fue seleccionada por el impacto social de su proyecto nanotecnológico.

Destacar el valor de la ciencia, visibilizar la contribución de las científicas emergentes a la sociedad e inspirar a niñas para seguir carreras en STEM, es el objetivo de la primera edición de la convocatoria “25 Mujeres en la Ciencia Latinoamérica” organizada por la empresa internacional 3M; la cual seleccionó a la investigadora Carolina Parra y a su proyecto “Desarrollos nanotecnológicos para hacer más eficientes y sustentables los procesos industriales”, como parte de esta prestigiosa lista.

“Este reconocimiento se enfoca en destacar la labor de mujeres dedicadas a la ciencia e innovación en Latinoamérica cuyo trabajo tenga el potencial de impactar a la región. Justamente este es el objetivo que me planteé al formar el Laboratorio de Nanobiomateriales USM hace 5 años atrás, usar como estrategia la modificación de materiales a nanoescala para generar innovación nanotecnológica que aporte al desarrollo sustentable de nuestro país, de manera que este premio nos muestra que vamos por buen camino”, señaló la Dra. Parra.

De esta forma y durante un evento de premiación online, que contó con la participación de altos ejecutivos de 3M Latinoamérica y Global, se dieron a conocer las científicas seleccionadas de Argentina, Brasil, Colombia, Perú, México, Uruguay y Chile, y que serán parte de una campaña de difusión y networking que busca disminuir las brechas de género en las áreas de STEM.

“Es importante transmitir pasión por nuestro trabajo y servir de modelo para otras niñas y mujeres interesadas en ciencia. Siempre he dicho que no es por falta de capacidades o motivación que existen menos mujeres en ciencia, sino que por factores sociales, educativos, familiares y culturales entrelazados (y no siempre explícitos) que vienen incluso desde nuestros primeros años. Así, una forma de aportar a revertir esto es contando a otras mujeres y niñas sobre nuestra experiencia y nuestro trabajo”, explicó la investigadora.

Adicionalmente, las historias de las 25 científicas seleccionadas y sus proyectos serán parte de un libro conmemorativo que será lanzado en el marco del Día Internacional de la Mujer, el próximo 8 de marzo. Sumado a ello, contarán con una sesión de coaching con un científico de 3M Latinoamérica, participarán de entrevistas y otras actividades enfocadas a dar mayor visibilidad al impacto de las mujeres en ciencia.

Eclipse: un fenómeno asombroso. Columna del profesor de Astrofísica, Antonio Montero Dorta.

Columna del profesor de Astrofísica, Antonio Montero Dorta.

Decía el filósofo Immanuel Kant que existían dos cosas en el mundo que llenaban su ánimo de creciente admiración a medida que profundizaba en ellas: la moral en su interior y la visión de un cielo estrellado sobre él. Esta fascinación por el cosmos no es, por supuesto, exclusiva del genio prusiano.  Desde la antigüedad, el hombre ha alzado su vista al cielo con asombro, esperanza y a veces miedo; buscando respuestas y, muchas veces, encontrando preguntas.

De entre los fenómenos celestes que podemos observar a simple vista, ninguno ha causado tanto asombro desde tiempos inmemoriales como los eclipses, término que engloba un conjunto de situaciones en las que la luz emitida por un cuerpo celeste es bloqueada por otro. En el caso de un eclipse solar, como el que será visible desde Chile este próximo lunes, es la Luna la que se interpone entre el Sol y la Tierra, ocultando nuestra visión del astro. Esta sencilla explicación habría quizás calmado las mentes de nuestros antepasados, para los que los eclipses eran a menudo mensajeros de grandes cambios, manifestaciones directas de la voluntad de los dioses que tendrían consecuencias drásticas en sus vidas.

La importancia de los eclipses ha seguido vigente en tiempos recientes, si bien desde una perspectiva más científica. De hecho, un eclipse en particular proporcionó, a principios del siglo XX, uno de los primeros éxitos a una por entonces joven teoría que habría de convertirse en uno de los pilares de la física moderna: la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein. Esta teoría establece que los cuerpos muy masivos como el Sol deforman el espacio (y por lo tanto el tiempo) a su alrededor. Esta conexión entre gravedad, espacio y tiempo supuso una revolución en el pensamiento científico y filosófico de principios de la época. De ser cierta la teoría de Einstein, la luz de las estrellas lejanas debería curvarse significativamente a su paso por un cuerpo tan masivo como el Sol (mucho más de lo que podría aceptarse en el marco la física newtoniana). En mayo de 1919, los astrónomos británicos Sir Frank Dyson y Sir Arthur Eddington aprovecharían la oscuridad proporcionada por un eclipse solar para medir las pequeñas variaciones en las posiciones en el cielo de las estrellas cercanas (angularmente) al Sol y confirmar así las ideas relativistas de Einstein.

Aunque en la actualidad conocemos con precisión las leyes físicas que rigen los eclipses, la visión de los mismos no ha dejado de suscitar asombro y fascinación. Puede que estas sensaciones sean un vestigio que mantenemos del hombre primitivo. O tal vez la visión de un eclipse nos recuerde nuestra posición en el cosmos, en un cosmos cambiante que se rige por leyes que trascienden la inmediatez de nuestras vidas cotidianas. En cualquier caso, brindemos hoy por que, como creían los antiguos, el eclipse del lunes signifique un cambio de fase, el comienzo de una nueva época en la que la humanidad supere los retos que llegaron con el año que termina.

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Dra. Mónica Pacheco asume como Directora del Departamento de Física USM

Tras cuatro años en el cargo, el Dr. Claudio Dib encabezó el traspaso de mando y además hizo un recuento de los principales hitos de su gestión.

Dra. Mónica Pacheco, Directora del Departamento de Física.

El cargo de Directora del Departamento de Física de la Universidad Técnica Federico Santa María asumió oficialmente la Dra. Mónica Pacheco Doll, en un encuentro virtual que reunió a académicos, investigadores, profesores, estudiantes, funcionarios y otros integrantes de la Unidad. En la ocasión, el Director saliente, Dr. Claudio Dib, también dio cuenta de los principales hitos de la gestión que condujera entre 2016 y 2020.

Ante el cambio de mando, profesores y otros integrantes del equipo valoraron el trabajo realizado por el Dr. Dib, enfatizando en su compromiso y generosidad con un Departamento que ha presentado un importante crecimiento durante el último tiempo. Felicitaron también a la nueva Directora, deseándole éxito en las iniciativas que se proyecta llevar a cabo y destacando la presencia de mujeres en cargos directivos de la Universidad.

Equipo destacado

Dra. en Ciencias Exactas mención Física, Mónica Pacheco es académica de la USM desde 2003 y también se ha desempeñado como coordinadora de Postgrado en el Departamento de Física,  jefa de las carreras de Licenciatura en Ciencias, mención Física y Licenciatura en Astrofísica, además de directora de Postgrado y consejera académica de la Casa de Estudios.

Al asumir su nuevo cargo agradeció el apoyo de quienes la acompañan en las responsabilidades y desafíos que implica esta labor, destacando que las tareas que cada uno desempeña dentro de la unidad son importantes. “Nuestro departamento, como departamento de ciencias, tiene un gran peso en el quehacer de la universidad. Lo hemos hecho muy bien representándola y lo vamos a seguir haciendo bien, tanto en el ámbito interno como en el externo”, expresó.

También tuvo palabras para el Director saliente, a quien deseó éxito en las nuevas labores que emprende y agradeció por “su dedicada y respetuosa labor liderando las diversas y numerosas actividades realizadas por el Departamento durante estos cuatro años”.

Por su parte, el Dr. Claudio Dib comprometió su apoyo y felicitó a la nueva Directora “por su voluntad de continuar la tarea”. Valoró también la calidad de quienes conforman el Departamento, pues “es un equipo de personas extraordinario, que trabajan muy bien y colaboran con muy buena relación. La relación humana es la clave fundamental; el desarrollo y el éxito que hemos tenido tiene mucho que ver con eso”.

Dr. Claudio Dib, académico del Departamento de Física.

Cuenta de Dirección

Durante el encuentro, el Director saliente compartió una recopilación del trabajo realizado en el Departamento de Física durante los dos últimos periodos, entre septiembre de 2016 y diciembre de 2020. Además de agradecer especialmente a quienes colaboraron con esta Unidad, detalló algunos hitos en ámbitos como docencia de pregrado y postgrado, administración, gestión académica e investigación.

Una de las tareas en las que se ha puesto mayor énfasis, y que la nueva dirección proyecta continuar, es fortalecer la vinculación con el medio, de manera que la labor del Departamento tenga mayor visibilidad e impacto tanto en la Universidad como en la comunidad. Es así cómo se creó el cargo de Coordinador de Vinculación con el Medio, que a la fecha ha significado nuevas páginas web para el Departamento y el Programa de Doctorado, además de la incorporación de redes sociales para difundir información relevante.

Respecto a la docencia, además de una reorientación necesaria hacia las clases en línea, durante los últimos cuatro años se sumaron académicos en propiedad y nuevas contrataciones; se actualizó la malla de Licenciatura en Física y se extendió esta carrera al Campus San Joaquín; se comenzó a impartir, desde 2020, Licenciatura en Astrofísica; y se decidió crear Ingeniería Civil Física, proyectando un estudio de prefactibilidad en 2021. Destacan también la acreditación de los Programas de Magíster, por 6 años, y de Doctorado, por 9 años; además, este último recibió el Premio de Excelencia de la Asociación Universitaria Iberoamericana de Postgrado (AUIP) en 2018.

En materia de investigación, se creó el área de Astrofísica y se fortaleció el área de Biofísica, con nuevos laboratorios instalados y equipados; se concretó un convenio -hoy en proceso de firma- con el Instituto Milenio de Astrofísica, que permite utilizar en forma remota su telescopio ubicado en la región de Coquimbo; se extendió el programa de financiamiento basal de CCTVal y se creó el cargo de Coordinador de Investigación.

En cuanto a infraestructura, se implementaron diversas mejoras como una sala de profesores de jornada parcial y dos nuevos laboratorios de investigación. Además, se remodeló la sala E-300, ahora multiuso, los laboratorios de investigación, la sala de estudiantes de postgrado, y diversas obras de renovación del edificio.

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El Agua y la Luna: Teorías sobre la existencia de moléculas de agua en nuestro satélite natural

“Un avión volando sobre el 99% de nuestra atmósfera, portando un telescopio de luz infrarroja nos confirmó la existencia de agua en la superficie lunar.”

La felicidad podría resumirse en contemplar el reflejo lunar en aguas tranquilas en medio de una noche de verano mientras se escucha  el Adagio de la Sonata para piano n°14  de Beethoven conocida como “Claro de Luna”. Esta misma imagen de serenidad nos ilustra la fascinación que nos produce nuestro satélite natural. Con su luz pálida nos extrae los más pacíficos suspiros, nuestros instintos más primitivos de hombres-lobo o nos evoca la inevitable muerte como en los Romances de García Lorca. Este hechizo milenario, lejos de haber sido arruinado por el “pequeño paso para el hombre” dado hace 51 años, no ha hecho sino crecer con la exploración cuidadosa del suelo selenita.

Un avión volando sobre el 99% de nuestra atmósfera, portando un telescopio de luz infrarroja nos confirmó la existencia de agua en la superficie lunar e inmediatamente excita nuestra imaginación y llena nuestra mente de preguntas: ¿Cómo llegó esa agua ahí? ¿Cómo puede conservarla la Luna? ¿Hará a la Luna habitable? Es preciso aclarar que lo que se encontró es la presencia de moléculas de agua. No hay glaciares ni ríos ni cascadas: la Luna deberá seguir bañándose en el Calle-Calle.

En realidad todavía no somos capaces de contestar ninguna de las preguntas anteriores con completa seguridad. El agua podría haber sido transportada por (micro)meteoritos que al impactar con la Luna funden parte del suelo formando trozos de vidrio donde puede haber quedado atrapada el agua. Eso explicaría la presencia de agua y su preservación. Pero también es posible que se forme agua mediante reacciones químicas inducidas por el viento solar. Otra posibilidad es que lo cráteres lunares protejan ciertas zonas de la luz solar. Serían regiones en permanente sombra donde la temperatura es siempre lo suficientemente baja como para preservar agua. Esto puede ocurrir cerca de los polos lunares, justamente la región donde ha sido detectada el agua. Además se estima que esas áreas protegidas sumarían unos 40.000 kilómetros cuadrados. Esta alternativa es atractiva pues abre la posibilidad de que esa agua sea extraíble y utilizable.

La presencia de agua explotable sería extremadamente útil para futuras misiones de larga duración y para el establecimiento de alguna base. Una de las ideas futuras es que la Luna sirva de plataforma desde donde sean lanzadas misiones hacia Marte. Todo esto sería facilitado si hubiera una importante cantidad de agua disponible. Por supuesto, también hay una perspectiva económica pues ya existen intenciones (y ya hay acuerdos) de explotación comercial de la Luna junto con la posible extracción de sus recursos. Cabe esperar que no suceda como en Agualuna (la de Ubiergo) y no se la jueguen “como en mesa de billar”.

Naturalmente, la existencia de agua en la Luna plantea otras preguntas: ¿Qué tan abundante es el agua en nuestro sistema solar? ¿Existirá en otros sistemas planetarios?. Pero estas interrogantes las ponderaremos mientras suenan las notas de Beethoven.

Investigador del Departamento de Física publicó artículo en la prestigiosa revista Nature Quantum Materials

Jhon W. González, junto a colaboradores de la Universidad Tecnológica de Delft (Delft-Holanda), y de la Universidad de la Laguna (Tenerife-España) lograron controlar de forma independiente dos tipos de magnetismo en un solo átomo.

Publicar en una revista de alto impacto del prestigio de Nature Quantum Materials no es fácil, como dato, solo el 7 % de los artículos enviados terminan siendo publicados. Para lograrlo hay que asegurar tanto la calidad de la investigación como la novedad e impacto de la misma, por lo que haberlo conseguido por Jhon W. González de nuestro Departamento de Física,  junto a investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft (Holanda) y de la Universidad de la Laguna (Tenerife-España), es de gran relevancia.

Qué tiene de novedoso este artículo. “Hemos logrado controlar de forma independiente dos tipos de magnetismo en un solo átomo. Este resultado podría llevar al desarrollo de nuevas formas de almacenamiento de la información, demostrando que en el futuro los dispositivos electrónicos podrían ser aún más pequeños. Este descubrimiento abre la puerta al almacenamiento de dos bits de información en un solo  átomo” agrega González.

Normalmente – prosigue el investigador – “cuando se deposita un átomo sobre una superficie, la fuerte interacción entre ellos hace que sea muy difícil controlar las propiedades del átomo. En nuestro caso, el átomo magnético (hierro) se deposita sobre una capa aislante compuesta de cobre y nitrógeno que, a su vez, está sobre un substrato de cobre y oro. Este trabajo sitúa al átomo de hierro sobre uno de nitrógeno, lo que permitió preservar sus propiedades magnéticas . En el pasado, otros investigadores habían explorado sistemas similares sin obtener ninguna respuesta magnética; la combinación de cobre y nitrógeno parece ser la clave”.

¿Cuál es la importancia de este artículo que permitió su publicación?

En este trabajo se lograron varios hitos. Por un lado, el substrato tiene una composición química compuesta principalmente por cobre que permitió que, por primera vez, se midieran excitaciones magnéticas en un átomo de hierro en una superficie aislante. Por  otro lado,  logramos manipular el momento magnético orbital y el momento magnético de espín de forma independiente, esto parecía algo imposible de conseguir.

– ¿Qué es lo que persiguen con ella (la investigación)?

-El objetivo final es poder almacenar información en unos pocos átomos y lograr que permanezca estable en el tiempo, lo suficiente para que sea útil como dispositivo. Si bien en los últimos años se ha avanzado, aún falta mucha investigación y desarrollo para alcanzarlo. Nuestro resultado principal radica en la capacidad de controlar los átomos e incluso las propiedades de sus electrones.

-¿En qué estás trabajando actualmente?

-En estos momentos, gracias a un proyecto ANID-FONDECYT de iniciación científica, he tenido los recursos para desarrollar mi investigación de forma independiente y estoy muy agradecido por ello.  Mi trabajo se centra en el estudio de las propiedades electrónicas y magnéticas de sistemas en la escala nano, incluyendo materiales en dos dimensiones, impurezas en superficies, y tratando de predecir nuevos materiales. El objetivo de mi trabajo como físico teórico, es proponer nuevos dispositivos electrónicos a partir de estos materiales.

Actualmente estoy colaborando con físicos experimentales principalmente de instituciones europeas. Trabajar en estos proyectos multidisciplinarios siempre es emocionante, la mayoría de las veces no sabes lo que vas a encontrar y nuestro aporte es tratar de explicar esos resultados experimentales.

Aunque mi regreso a Chile y a la USM ha sido un poco accidentado, afortunadamente, poco a poco he podido desarrollar proyectos de investigación muy interesantes con colegas del Departamento de Física. Es emocionante trabajar en un ambiente donde se pueden discutir ideas con otros investigadores.

LOS SIGUIENTES PASOS

¿Cómo ha sido trabajar durante la cuarentena?

-Trabajar en el área teórica es una ventaja y quiero pensar que me permite seguir desarrollándome con cierta normalidad. Sin embargo, ha sido un desafío compatibilizar los tiempos en la casa, porque mi esposa y yo debemos organizarnos en nuestras labores profesionales y académicas, y el cuidado de nuestro hijo.

Hemos tenidos que adaptarnos, realizar modificaciones dentro de nuestro hogar para habilitar espacios de trabajo que permitan sacar adelante los proyectos tanto laborales como familiares. Esto ha significado realizar inversiones que no estaban contempladas para tener las condiciones de trabajo necesarias para responder a nuestras responsabilidades.

Evidentemente también afecta lo que pasa a nuestro alrededor, como por ejemplo vivir en una ciudad en cuarentena, a veces, es difícil abstraerse de esto. Sin embargo, seguimos concentrados en el desarrollo de nuestros proyectos científicos y así cumplir con los compromisos con la Universidad.

-Después de esta publicación qué sigue? ¿seguirán ahondando más en esta investigación?

-El siguiente paso en esta colaboración, es entender las mediciones realizadas cuando ponemos cerca 2 o 3 átomos de similares características para aumentar la capacidad de almacenamiento de información y mejorar los tiempos de coherencia (tiempo en que el sistema mantiene la información). Es importante entender que cuando estudiamos las propiedades físicas a escala atómica, las cosas no siempre salen como uno espera.

Por otro lado, mi objetivo es seguir trabajando en esta colaboración y en los demás proyectos de investigación en los cuales estoy involucrado. Me gustaría en un futuro cercano dirigir una tesis doctoral. Considero un logro poder demostrar que, incluso en estos momentos, es posible hacer ciencia de punta, siendo altamente competitivos y dejando en alto el nombre de mi Alma Mater.

Más información:

Rejali, D. Coffey, J. Gobeil, J. W. González, F. Delgado and A. F. Otte. “Complete reversal of the atomic unquenched orbital moment by a single electron”. npj Quantum Mater.5, 60 (2020).

https://doi.org/10.1038/s41535-020-00262-w

Ciencia en Pandemia: Entrevista a Dr. Patricio Haberle

“Si bien el uso intensivo de estas herramientas ha permitido mantener algún nivel de actividad, no reemplazan el valor del contacto directo para hacer ciencia”

Para quienes trabajan mayormente en el área experimental, la pandemia ha replanteado enfoques y maneras de avanzar en sus campos de desarrollo.

Desde marzo a la fecha el trabajo de todos los académicos e investigadores del Departamento de Física, y de la Universidad en general, se ha visto alterado por la crisis sanitaria que vive nuestro país a raíz de la pandemia por COVID-19.

De un día para otro las aulas, oficinas y laboratorios fueron reemplazados por salas de estar, comedores o cualquier espacio dentro de la casa desde donde poder seguir trabajando. Para algunos investigadores, especialmente del área experimental, este confinamiento los ha exigido al máximo para poder seguir haciendo lo que los apasiona, como es el caso de Patricio Häberle, doctor en Física de la Universidad de Pensilvania.

“Mi trabajo es de carácter experimental, trabajo en física de superficies, que implica usar ultra alto vacío para generar un ambiente muy limpio donde se puedan hacer mediciones de estructura electrónica y geométrica de distintos sistemas. En el último año he trabajado con materiales como el disulfuro de Molibdeno (MoS2), un sistema bidimensional, similar de algún modo al grafeno, el selenuro de Indio (InSe), que es un semiconductor con interesantes propiedades que dependen de su espesor, del número de capas atómicas y es a la vez un sistema modelo para verificar la corrosión del acero inoxidable” nos cuenta.

En palabras simples, el interés que persigue la investigación “es obtener algún control o verificar cómo se modifican los sistemas que estudiamos al cambiar la forma de prepararlos, desde el número de capas, hasta el entorno químico a nivel de átomos individuales. Parte de nuestro interés también se ha centrado en el estudio detallado de un sistema que permite separar hidrógeno contenido en una mezcla gaseosa, sólo en virtud de generar un gradiente térmico en la mezcla. La última aplicación podría tener uso en sistemas de purificación de gases” relata.

INVESTIGACIÓN EN CUARENTENA

Precisamente por su campo de estudio es que desde marzo a la fecha todo ha cambiado.

“Para muchos de los proyectos que desarrollamos en Chile ha sido desastroso. No tener acceso a laboratorios ha significado prácticamente detener gran parte de nuestro trabajo científico. Hemos empezado a analizar datos, ver si podemos a partir de ellos generar nuevas publicaciones.  Se han iniciado colaboraciones con colegas teóricos, para verificar si con su aporte podemos entender nuestros resultados experimentales. Nuestros estudiantes, en vez de realizar mediciones en el laboratorio están realizando cálculos numéricos, que permitan describir la operación de los sistemas en estudio” señala Patricio.

Además, continúa, “gran parte de la comunicación que ocurría normalmente en nuestras oficinas, talleres y laboratorios, ocurren hoy a distancia por las diversas plataformas disponibles para ello. Si bien el uso intensivo de estas herramientas ha permitido mantener algún nivel de actividad, no reemplazan el valor del contacto directo para hacer ciencia. Sin duda nuestra nueva normalidad, cuando ella llegue, incorporará estos elementos en nuestro trabajo, pero no reemplazarán en definitiva lo que se debe hacer en talleres y laboratorios” enfatiza.

-¿Es posible hacer investigación a distancia?

-De alguna forma supongo que sí, se establecen nuevas formas de interactuar que acortan distancias entre personas que físicamente pueden encontrarse en distintos continentes, y eso es un beneficio. Pero no reemplaza el contacto directo ni la solución inmediata a problemas que tus colegas pueden aportar.

-¿Cómo crees que afectará a la docencia y a la investigación a futuro lo que estamos viviendo hoy?

No creo que de una forma muy sustantiva.

-¿Qué es lo que más extrañas? 

-Compartir con mis colegas de manera cotidiana en los laboratorios, en la tarea de encontrar soluciones o lograr una mejor comprensión de nuestros resultados. La interacción diaria y permanente que nos permite avanzar gradualmente a un estado de conocimiento mayor.

-¿Cuándo crees que se normalizará todo?

-Difícil saber, nunca antes de unos dos o tres años, mientras la pandemia viaja por el mundo.

-¿Qué has aprendido de todo lo que estamos viviendo hoy?

-Lo frágil que somos y la necesidad de ser más solidarios, no solo con personas sino también como las instituciones y los países deben tener formas de colaborar y ayudar a aquellos menos afortunados.

– ¿Qué crees que la humanidad pueda aprender de esto?

-¡La humanidad es mucha gente!, algunos van a aprender otros repetirán los mismos errores. Gran parte de estas vivencias ocurrieron en la pandemia de 1918, se generaron muchas experiencias; sin embargo, nuestros gobernantes, en países ricos y pobres, ignoraron la historia y el conocimiento científico con graves consecuencias para miles de sus ciudadanos. Supongo que algo aprenderemos, pero solamente si nos vemos enfrentados a estos desafíos antes del olvido.

Ciencia en Pandemia: Entrevista a Dra. Mónica Pacheco

Ciencia en Pandemia Mónica Pacheco

“Estando en situación de pandemia es difícil lograr la concentración necesaria para hacer investigación”

La académica del Departamento de Física nos cuenta su proceso de adaptación al trabajo en cuarentena y lo que se podría rescatar de esta vivencia a nivel de docencia.

Para Mónica Pacheco Doll, doctora en Ciencias Exactas mención Física de la Pontificia Universidad Católica de Chile, jefe de las carreras de Licenciatura en Ciencias, mención Física y Licenciatura en Astrofísica en la Casa Central Valparaíso y Consejera Académica de nuestra Casa de Estudios, su área de trabajo no se ha visto mayormente afectada y ha podido realizar sus diversas actividades desde la casa, “pero ha sido más complicado de lo habitual” pues, como ella cuenta “he debido compartir mi hogar con mi oficina”.

Son todos estos ajustes y cambios los que, al igual que los estudiantes, muchos académicos e investigadores han debido realizar desde que comenzó la pandemia por el COVID-19 a principios de marzo en nuestro país y que en algunas comunas de la Región de Valparaíso nos tiene aún en cuarentena desde mediados de junio.

Sobre cómo ha sido este proceso y cómo lo ha vivido, tanto desde el punto de vista académico como personal, responde en nuestra Ciencia en Pandemia la académica Mónica Pacheco Doll.

-¿En qué área de la física te has especializado?

-En física de sólidos, en sistemas de baja dimensionalidad. Mi trabajo consiste en estudiar las propiedades físicas de nuevos materiales en dos dimensiones, estudiar su comportamiento en presencia de fuerzas eléctricas y magnéticas externas.

-¿Cómo ha cambiado tu forma de trabajar este último tiempo?

-Mi trabajo ha sido realizado totalmente desde la casa, ha sido más complicado que lo habitual puesto que he debido compartir mi hogar con mi oficina.

-¿Es posible realizar investigación a distancia?

-Si, pero en condiciones normales. Estando en situación de pandemia es difícil lograr la concentración necesaria para hacer investigación.

-¿Cómo crees que afectará lo que estamos viviendo a la docencia y a la investigación en el futuro?

-Creo que la forma de hacer docencia va a cambiar debido a que nos hemos visto obligados a probar otras metodologías diferentes a los presenciales. De este modo, contaremos con nuevas herramientas de aprendizaje en nuestras clases.

La investigación va a sufrir un retraso debido a la falta de condiciones y del ambiente necesario para realizarla. En particular, la física experimental se verá principalmente afectada.

-¿Qué es lo que más extrañas?

-La interacción presencial con mis familiares, amigos y colegas.

-¿Cuándo crees que se normalizará todos?

-Al menos en un año más, si Chile logra contar con la vacuna.

-¿Qué has aprendido de todo lo que estamos viviendo hoy?

-Me ha hecho reflexionar en lo vulnerable que somos los seres humanos y que es importante estar conscientes que nuestra vida es finita.

– ¿Qué crees que la humanidad pueda aprender de esto?

-La humanidad debe entender que todos somos igualmente vulnerables ante las enfermedades desconocidas. También darse cuenta de la importancia de invertir en ciencia.

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.