El Grupo de Investigación en Plasmas y sus Aplicaciones del Tecnológico de Costa Rica nace en setiembre de 2008 como iniciativa del científico costarricense Dr. Iván Vargas Blanco, experto en Física de Plasmas y Fusión Nuclear. Mediante un convenio realizado entre el Tecnológico de Costa Rica y el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas de España (CIEMAT) se inicia la investigación en fusión nuclear en Costa Rica a través de la ejecución de dos proyectos de cooperación entre ambas instituciones titulados:
- Estudios de transporte en plasmas del stellarator TJ-II calentados por microondas. Proyecto de investigación ejecutado en el 2009 en colaboración TEC-CIEMAT.
- Estudios de transporte en plasmas del stellarator TJ-II calentados por inyección de haces de neutros (NBI). Proyecto de investigación ejecutado en el 2010 en colaboración TEC-CIEMAT.
En octubre del 2008 el Dr. Iván Vargas propone a un grupo de estudiantes del TEC iniciar la construcción de un stellarator modular para el confinamiento magnético de plasmas; a partir de ese momento este proyecto involucró más participación estudiantil hasta enero de 2011 donde inició como un proyecto financiado e inscrito en la Vicerrectoría de Investigación y Extensión del TEC.
Desde finales del 2008 se inicia un proceso de compra de equipos especializados para implementar en el TEC lo que hoy en día es el Laboratorio de Plasmas para Energía de Fusión y Aplicaciones del TEC.
El Laboratorio de Plasmas para Energía de Fusión y Aplicaciones fue creado en el 2011 y desde entonces ha sido coordinado por el Dr. Vargas. En el 2013, la Universidad de Wisconsin-Madison de EE.UU, dona al Tecnológico de Costa Rica el Tokamak Esférico llamado MEDUSA (Madison Education Small Aspect ratio Costa Rica). El 29 de junio de 2016 se puso en funcionamiento el primer dispositivo de confinamiento magnético de plasma de alta temperatura de tipo Stellarator en Latinoamérica, esto después de 7 años de diseño, construcción e implementación. Gracias a estos esfuerzos el TEC es una de las pocas universidades en el mundo en contar con un Tokamak Esférico y un dispositivo de confinamiento magnético de tipo Stellarator. Además cuenta con equipos como lo son: la cámara para aplicaciones industriales, la cámara esférica para plasmas por confinamiento inercial, el Plasma Spray de Baja Energía (LEPS-TEC), los reactores de plasmas atmosféricos: Gliding Arc, DBD, Corona, Plasma Jet y el PlasmaLeap Bioreactor para generar Agua Activada por Plasma (PAW).
El laboratorio cuenta con la participación de 4 funcionarios y de más de 20 estudiantes, por lo que se ha convertido en un centro que promueve la formación de científicos y profesionales en el campo de ingeniería. Este laboratorio lleva a cabo investigación del plasma para aplicaciones en campos como fusión, medicina, agricultura, ambiente y en el sector industrial, procurando propiciar el desarrollo de nuevas tecnologías y buscar soluciones a problemáticas mundiales.
Desarrollar y explotar las tecnologías de plasma en Costa Rica, así como contribuir con la investigación en energía alternativa de fusión nuclear que se realiza a nivel internacional.
Lo anterior a través de cuatro ejes transversales:
- Diseño e implementación de la tecnología de plasma.
- Simulación y optimización computacional de la tecnología de plasma.
- Caracterización de la tecnología de plasma.
- Funcionalidad y aplicaciones del plasma.
Investigación en energía alternativa de fusión nuclear:
Stellarator de Costa Rica 1 (SCR-1): Estudios de turbulencia, transporte, equilibrio y magnetohidrodinámica (MHD), diagnósticos para plasma, calentamiento de plasma e ingeniería de Stellarators.
Tokamak esférico (MEDUSA-CR): Estudios comparativos de equilibrio y estabilidad entre plasmas con divertores naturales D y plasmas en forma de frijol, estudio de un limitador magnético ergódico, calentamiento por ondas de Alfvén y conducción de corriente; así como estudios de equilibrio y MHD, diagnósticos para plasma e ingeniería de Tokamaks.
Educación sobre Fusión: Organización de escuelas de verano en plasmas para fusión nuclear. Por ejemplo, 1st Costa Rican Summer School on Plasma Physics que se realizó del 20 al 24 de enero de 2014 en San Carlos, Costa Rica, y el 1st Costa Rica Training Workshop in Fusion For Latin – American Region, que se realizó del 25 al 29 de noviembre de 2019 en Cartago, Costa Rica.
Investigación en otras aplicaciones del plasma:
Uso en medicina: Tratamiento de piel, usos en odontología, esterilización de equipo médico con plasmas a baja presión y recubrimientos bioactivos utilizando un sistema de pulverización de plasma de baja energía (en inglés Low Energy Plasma Spray [LEPS]).
Uso en agricultura: Irradiación con plasma a baja temperatura para mejorar la germinación y el crecimiento de semillas y evaluación de los efectos del riego de plántulas con Agua Activada por Plasma (PAW) .
Uso en ambiente: Purificación de aire y agua mediante plasma, eficacia del agua activada por plasma frío (PAW) como desinfectante de superficies y tratamiento de residuos sólidos municipales por tecnología plasma (gasificación por plasma).
Uso en industria: Tratamiento de madera, nitruración de aceros por plasma, aplicaciones del plasma en la industria textil, deposición de películas delgadas por plasma y usos de las descargas luminiscentes por confinamiento electrostático inercial (en inglés Inertial-Electrostatic Confinement Glow Discharge [IECGD]).
Latin American Workshop on Plasma Physics y conferencias conjuntas
Nuesto Grupo participó en la organización de los siguientes eventos:
El evento School on Plasma Physics se realizó en la sede del ITCR en Santa Clara, San Carlos y los demás eventos se realizaron en el Hotel Crowne Plaza Corobici en San José en las fechas indicadas arriba. Los cuatro eventos contaron con una participación estimada de 200 personas.
El comité organizador local de los anteriores eventos está integrado de la siguiente manera:
- Dr. Iván Vargas Blanco (Chairman: LAWPP 2014), ITCR
- Dr. Saúl Guadamuz (Chairman: 2nd AITP), ITCR
- Dr. Celso Ribeiro (Chairman: 21st RUSFD), ITCR
- Dr. Francisco Frutos Alfaro, UCR
- Dr. Ralph García Vindas, UCR
- Dr. Giovanni Sáenz-Arce, UNA
- Dr. José Javier Saavedra-Arias, UNA
- Ing. Juan Ignacio del Valle, Ad Astra Rocket Company
- Ing. Jorge Oguilve, Ad Astra Rocket Company
Internacionales de Fusión
- Programa Europeo de Fusión
- EFDA (El Acuerdo Europeo para el Desarrollo de la Fusión)
- Agencia Internacional de Energía Atómica (I.A.E.A.)
- U.S Burning Plasma Organization
Educativos
- Plasma Gate
- Fusion Education
- The Internet Plasma Physics Experience
- Plasmas, Science, Tecnology, Aplications
Conferencias
Otros Enlaces