Miércoles, 28 Mayo 2014 06:44

Bondades del cuarto estado de la materia

Escrito por Leonardo Moledo
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–Cuéntele al pueblo qué es lo que hace.


–Mi área de investigación es la física del plasma, y mi trabajo es experimental.

–¿Qué es el plasma?


–El plasma se conoce habitualmente como el cuarto estado de la materia. Uno tiene sólido, líquido, gas y plasma. En un plasma los átomos que componen las moléculas están separados: hay electrones libres e iones por otro lado. Se desarman átomos y moléculas que componen la materia.


–Aclaremos que iones son los que tienen un electrón de menos o de más.


–Sí. Eso que le contaba es el plasma. Para lograr eso, tenemos que entregarle energía. Lo que hacemos, entonces, para generar plasmas es producir descargas eléctricas en un medio gaseoso. De modo que algo que está en estado gaseoso le entregamos energía eléctrica y eso pasa al estado de plasma. Se generan plasmas de muchas maneras en este laboratorio; mi línea de investigación está relacionada especialmente con descargas eléctricas a presión atmosférica, o sea, con descargas eléctricas en un ambiente gaseoso a alta presión (en aire, por ejemplo). Para eso hay que aplicar tensiones importantes, diferencias de voltaje del orden del kilovolt, cosas de alta tensión, y se obtienen de acuerdo con la configuración de electrodos y al tipo de fuentes que uno utiliza (fuentes continuas, alternas) distintos tipos de descargas: descargas corona, por ejemplo...


–Entremos al mundo fantástico de esas descargas.


–Estas son descargas a alta presión, a presiones cercanas a la atmosférica

.
–¿Y eso es alta presión?


–Para mí sí, porque después trabajamos en otro tipo de descargas que se hacen a baja presión.


–Vamos entonces a los tipos de descarga a alta presión.


–Ahí con lo que trabajamos es con descargas que llamamos de barrera dieléctrica, donde hay dos electrodos entre los cuales se produce la descarga, pero al menos uno está tapado con un aislante. Entonces no se produce ruptura dieléctrica del aislante, sino del aire que está entre los dos electrodos. Ahí se forma una descarga gaseosa, el aire que está entre los electrodos pasa al estado de plasma. Esa descarga puede ser de varias maneras, dependiendo de la concentración de electrodos y de las fuentes, y tiene múltiples aplicaciones. Nosotros trabajamos no sólo en la investigación de ese tipo de descargas, sino también en aplicaciones.


–¿Por ejemplo?


–Por ejemplo, el tratamiento de gases contaminados. Hacemos fluir un gas que tenga algún componente contaminante y tratamos de generar descargas en este gas, se genera un plasma y las moléculas contaminantes se pueden disociar y reaccionar con otras moléculas –con otros componentes químicos–, de modo que esas sustancias que son contaminantes se transforman en no contaminantes y dejan de ser nocivas para la salud. Ese es un proyecto de investigación aplicado, por ejemplo: no sólo estudiamos la física básica de esas descargas, sino cómo usarlas. Otra de las aplicaciones que hemos investigado, en colaboración con gente de Ingeniería, es la de actuadores de plasma.


–¿Qué son?

–Se realiza el mismo tipo de descarga (barrera dieléctrica) combinada con otro tipo de descarga denominada descarga corona

.
–¿Corona?

–Es una descarga que se produce en un electrodo que tiene forma de punta o algún borde muy filoso. Si uno aplica grandes campos eléctricos en esa zona, se intensifica el campo eléctrico y se produce ruptura dieléctrica del gas.


–En la descarga dieléctrica, ¿qué papel juega el dieléctrico?


–Digamos que de alguna manera delimita la corriente para que la descarga no se vaya a la chispa. El campo eléctrico que uno le aplica es alterno o pulsado; la diferencia es de potencial. Hemos trabajado en combinaciones de estas descargas corona con descargas de barrera dieléctrica y hemos logrado configuraciones de descargas nuevas. Una la llamamos la "cortina de plasma", y ésa es la que yo ahora utilizo para tratamiento de gases en una configuración cilíndrica, pero también en una configuración plana, que estudiamos con la gente de Ingeniería el tema de actuadores de plasma.


–¿Qué es?

–Hacer esa descarga sobre una superficie de un sólido, de modo que cuando haya un flujo de aire, esa descarga cambia las condiciones de contorno sobre el sólido y modifica el flujo del aire. Esto interesa a la gente de fluidos, que se dedica a la aeronáutica. El equipo con el que trabajamos es un grupo de mecánica de fluidos. También, en otra línea de investigación, montamos descargas en presión atmosférica: hacemos una descarga a alta presión, aplicando kilovolts entre dos electrodos y soplamos el plasma, le hacemos pasar un flujo importante del gas.


–¿Eso es para los satélites, por ejemplo?


–No, no es para propulsión. Es para tener la descarga en un lugar no confinado y tener algo así como una plumita de plasma. Eso tiene muchísimas aplicaciones que se están estudiando: tratamiento de dientes, por ejemplo.


–¿Cómo?

–Lo que pasa es que tiene propiedades bactericidas. Lo usamos para tratar también microfilms de bacterias, de hecho. También estudiamos, como le decía, la física básica de esas descargas, cómo se logra hacerlas, qué gas usa. Todo ello lo hacemos en aire, pero podemos usar helio, argón. En fin, estudiamos distintos tipos de gases y distintas configuraciones de electrodos. Hacemos todo. Vamos desde lo básico: montamos el experimento, estudiamos la física desde el punto de vista teórico, pero también vemos cómo se puede aplicar.


–Eso que me contó de los dientes, ¿se está investigando o se está usando?


–No sé si efectivamente lo están usando. Hay artículos donde se ha probado, pero no sé si es una tecnología ya tan difundida a nivel comercial. Tal vez alguien lo esté empezando a probar.


–De todas maneras es una tecnología que está mostrando los dientes.


–Es que todas estas líneas de descargas de alta presión configuran múltiples aplicaciones. Y después también hay otra línea en la que generamos plasmas a baja presión con fuentes de radiofrecuencia. Son campos alternos, en 13,56 megahertz de frecuencia, y esos plasmas tienen otras múltiples aplicaciones. Tratamos de medir la física de la descarga, por un lado, pero también lo que hemos hecho son films poliméricos, como aplicación. Hemos hecho la descarga en una atmósfera de acetileno y logramos hacer un polímero. Luego estudiamos ese polímero que se deposita sobre la superficie y analizamos sus propiedades. Ahora estamos en un proyecto tratando de sintetizar nanoestructuras de carbono asistidas por un plasma de radiofrecuencia.

 

 

Información adicional

  • Antetítulo:DIALOGO CON DIANA GRONDONA, DOCTORA EN FISICA E INVESTIGADORA DEL CONICET
  • Autor:Leonardo Moledo
  • País:Argentina
  • Región:Sur América
  • Fuente:Página12
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