El plasma será una futura
fuente de energía y un grupo de
ingenieros ticos del Tecnológico
de Costa Rica diseñó un tipo
de diagnósticos o aparatos con
aplicación única en el mundo
para la investigación de su comportamiento.
Esa creación forma parte de la
conformación del primer laboratorio
de física de plasmas
ubicado en una universidad costarricense.
Su sede estará en el
TEC de Costa Rica.
La investigación en plasmas
de alta temperatura se desarrolla
con el objetivo a futuro de
generar reacciones de fusión
nuclear que liberarán mucha
energía que podrá convertirse en
electricidad.
Estos diagnósticos son los
nuevos diseños de la sonda de
Langmuir y del Interferómetro
Heterodino de Microondas
creados por Julio Andrés Morera
y José Mario Carranza, respectivamente.
Con estos proyectos, tanto
Morera como Carranza finalizaron
su carrera de Ingeniería
en Mantenimiento Industrial
en el TEC. Los trabajos los
desarrollaron en el Laboratorio
Nacional de Fusión en España
que pertenece al Centro
de Investigaciones Energéticas,
Medioambientales y Tecnológicas
(CIEMAT).
En el laboratorio de plasmas
con el que contará el TEC se
desarrollarán proyectos orientados
a distintas aplicaciones
tecnológicas de los plasmas.
Como una etapa inicial, se construirá un dispositivo único en
su tipo en América Latina, el
Stellarator de Costa Rica 1
(SCR-1), segundo en el mundo
por sus características de tamaño
y costo.
En el SCR-1 se podrán poner
en práctica dichos diseños y con
ellos diagnosticar e investigar
el plasma. (Vea: Con sello tico:
Stellarator SCR-1).
Densidad a prueba
Las sondas de Langmuir constituyen
una de las técnicas básicas
para el diagnóstico de plasmas.
Se trata de un conjunto de
pequeños electrodos metálicos
que se introducen en el plasma.
Gracias a ellas se pueden llevar
a cabo las mediciones de su densidad,
potencial, y temperatura,
así como sus fluctuaciones.
No obstante, las existentes
en la actualidad solo permiten
hacerlo en el borde del plasma.
Sin embargo, Julio Andrés
Morera hizo un nuevo diseño,
con una aplicación única pues se
utilizará en uno de los stellarator
más pequeños del mundo, el que
se construirá en el TEC y permitirá las mediciones en cualquier
parte del plasma.
Comparada con muchas otras
herramientas utilizadas en el
diagnóstico de plasmas, las sondas
se distinguen por permitir la medición de parámetros locales
en el plasma. Los diagnósticos
representan la única forma
de obtener información de los
plasmas generados, por ende,
se convierten en herramientas
indispensables para la investigación.
Control eficiente
La interferometría es una técnica
que mide las propiedades
de dos o más ondas y estudia los
patrones de interferencia creadas
por su superposición.
El interferómetro heterodino
de microondas diseñado por
José Mario Carranza mide la
densidad electrónica lineal del
plasma (cantidad de electrones
por metro cúbico medido en
una línea). Este tipo de pruebas
permitirá controlar de forma eficiente
el plasma en el futuro.
El interferómetro es heterodino
porque el circuito diseñado
genera una señal a partir de
la mezcla de dos de distinta
procedencia. De esta forma,
se logran obtener señales de
radiofrecuencia a partir de las de
microondas.
Además es de microondas,
porque a partir de cálculos matemáticos
basados en la compleja
teoría de la física de los plasmas,
las señales de microondas son
las más indicadas para atravesar
un plasma del Stellarator SCR-1
y pueda llevar hasta un detector,
la información necesaria para
calcular la densidad electrónica lineal del plasma que se generó en ese momento.
Carranza también realizó el
software para el sistema de
adquisición de datos y el cálculo
de la densidad electrónica lineal
del plasma.
Es el primer diseño de un
interferómetro heterodino de
microondas a nivel mundial que
se utilizará para la medida de
bajas densidades electrónicas
de plasmas confinados magnéticamente
en máquinas tipo
Stellarator modular.
Ambos diagnósticos son totalmente
nuevos y por ende, todos
los datos que arrojen serán totalmente
novedosos para la física
de Stellarator pequeños.
La creación de los diseños
se da como producto de la
pasantía realizada por Morera
y Carranza en el Laboratorio
Nacional de Fusión del Centro
de Investigaciones Energéticas
Medioambientales y Tecnológicas
(CIEMAT) en España. EL
CIEMAT y el TEC firmaron un
convenio de cooperación para
realizar investigación conjunta
en el tema de plasmas.
Además del apoyo del TEC y
el CIEMAT, esta iniciativa está respaldada por el Ministerio de
Ciencia y Tecnología y la Asociación
Costarricense de Ingeniería
de Mantenimiento. Y en
el caso de Julio Andrés Morera
también lo apoyó Coopelesca
R.L.
¿Quiénes son el grupo de plasmas
del TEC?
En el TEC, el grupo de física de plasma es liderado por dos doctores
en Física de Plasmas y Fusión Nuclear, cuatro ingenieros y 30
estudiantes de diversas carreras.
Amplia cobertura de noticia
en medios de comunicación
La Oficina de Prensa organizó una conferencia de prensa para dar
a conocer esta importante noticia. En total, asistieron 14 medios de
comunicación informaron sobre este importante proyecto, que impulsa
al TEC en el campo de la física de plasmas:
Periódico La Nación.
Semanario El Financiero.
La Nación Digital.
Noticias Repretel Canal 6.
Las Noticias, Repretel canal 11.
Extranoticias Canal 42.
Periódico La República.
Revista Espectro, canal 15.
Radio Universidad.
Radio Monumental.
ADN Radio.
Radio Reloj.
Micartago.com
CONICIT.
Con sello tico:
Stellarator SCR-1
El Stellarator SCR 1 es un dispositivo que permitirá confinar o
atrapar plasmas de temperaturas cercanas a los 180 000 grados
Celsius. En el mundo, existen diseños para máquinas grandes como
el Stellarator TJ-II de España, pero no se ha desarrollado investigación
en dispositivos pequeños. La máquina costarricense contribuirá con
esta investigación mundial y sus aportes serán muy significativos por
el tamaño y costo del dispositivo.
El plasma se produce a través del calentamiento por medio de
microondas y se atrapa utilizando un campo magnético intenso. Los
dispositivos de confinamiento magnético como los stellarator permiten
investigar los plasmas de alta temperatura.
Actualmente en el mundo se desarrolla una intensa investigación
en este campo donde el Tecnológico de Costa Rica tiene participación
activa mediante los proyectos de investigación que desarrolla,
amparados al convenio con el CIEMAT de España, que permite que los
científicos costarricenses tengan acceso a los datos experimentales
generados en la máquina española.
Estos equipos forman parte del futuro laboratorio de física de plasmas que
se ubicará en el TEC.
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