Laboratorio de Superconductividad Aplicada: La importancia del modelado de campos magnéticos, tanto en ciencia básica como en la vida cotidiana
Dr. Daniel Chávez Valenzuela
Departamento de Física, División de Ciencias e Ingeniería
Campus León, Universidad de Guanajuato
Director de Laboratorio de Superconductividad Aplicada
Los campos magnéticos son una de las dos componentes básicas de las ondas electromagnéticas (ondas de radio, rayos x, luz visible, microondas, etc) y por lo tanto, están presentes o son emitidos, por la mayoría de los dispositivos electrónicos que conocemos y que manipulamos día a día (celular, televisión, internet, etc). Sin embargo, más allá de los electrodomésticos, ¿Existe algún otro uso relevante? Sí, muchos de los avances de la medicina moderna son posibles gracias a la manipulación de campos magnéticos, la resonancia nuclear magnética (MNR) y los aceleradores de electrones para terapia de cáncer, son solo un ejemplo.
Pero también tienen aplicaciones en áreas como la física de partículas, la agronomía, neurociencias, defensa nacional, sistemas de telecomunicaciones, transporte, sistemas SMES para el almacenamiento de energía magnética por medio de superconductores, producción de energía limpia (celdas fotovoltaicas, eólica, nuclear), y recientemente en los nuevos reactores de fusión tipo tokamak.
En el laboratorio de superconductividad aplicada de la Universidad de Guanajuato, hacemos investigación con impacto directo en el desarrollo de nuevas tecnologías en todas estas áreas. Nuestro laboratorio sigue dos filosofías: promover la formación de recursos humanos especializados, y contribuir al desarrollo tecnológico del país. Actualmente nos enfocamos en retos que involucran la generación, interacción y manipulación de campos magnéticos, teniendo siempre en mente generar conocimiento y explotar la riqueza de las empresas de maquinado y manufacturas locales para el desarrollo de prototipos.
Uno de los proyectos más recientes del laboratorio, tiene que ver con el desarrollo de dispositivos magnético para la estimulación de neuronas, donde expertos como el Dr. Gustavo Basurto Islas, aplican campos magnéticos a neuronas con la finalidad de entender la enfermedad de Alzheimer y eventualmente poder genera terapias no-invasivas que permitan mejorar la calidad de vida de los pacientes. Sin duda, hay un mundo de investigación entre la estimulación a células y su aplicación en humanos, pero vamos por un buen camino.
En esta misma área, hemos diseñado y modelado, un dispositivo capaz de generar 1.8 millones de configuraciones distintas de campos magnéticos, que permitirá a neurocientíficos, realizar experimentación bajo condiciones controladas, sabiendo con exactitud el contenido y forma de los campos aplicados.
En el área de botánica /agronomía, actualmente colaboramos con el Dr. Edgar Vázquez. Tenemos un diseño preliminar de un dispositivo para la estimulación de plantas en suelo agrícola. Este es un trabajo en proceso, con miras a producción de artículos de propiedad intelectual. Los estudios preliminares sugieren que la aplicación de campos magnéticos (con ciertas características en cuanto a su contenido) influye positivamente la sobre el porcentaje de germinación, tasa de crecimiento, longitud de raíz y tallos y número de semillas, así como sobre la productividad de las plantas. Entender y poder describir la distribución del campo, es esencial para poder relacionar los efectos biológicos con la estimulación.
Otros proyectos que tenemos avanzados involucran el diseño de un dispositivo para inducir una orientación preferencial, de las estructuras cristalinas de ciertos compuestos y aumentar la conductividad del material. Contar con sustratos con mayor conductividad podría aumentar la eficacia en celdas solares.
Estos y otros proyectos son posibles gracias al esfuerzo de estudiantes y colegas comprometidos con la investigación. El laboratorio recibirá con los brazos abiertos a todo estudiante interesado en colaborar, así como colegas de todas las áreas y de todas las universidades que requieran de campos magnéticos especializados.
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